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南洋理工大学一研究团队采用界面聚合(interfacial polymerisation)的方法，已经成功制造出一种平板式ABM膜，透水率比目前的商用RO膜高出40%。这种方法通过选择性层的聚合物基体保护了膜中的水通道蛋白，使其免受进水情况变化的影响，这种构造也使其能更好地承受水力冲击，提高使用寿命。

在此基础上，该团队还研发了中空纤维膜结构的ABM膜(见下图)。他们在RO、PRO和FO等不同应用里对该膜进行测试，结果显示其透水率远高于传统的高分子膜，同时保持了良好的脱盐率。但是，对于大规模的商业化应用，ABM模块仍需进一步开发和优化。一个10m³/day的中试反应系统正在计划中，以测试其在海水淡化和水回用中的应用性。

通过PRO系统回收能量

压力延迟渗透膜技术(Pressure Retarded Osmosis, PRO)是利用两种不同盐浓度水体之间的渗透压差驱动水由低浓度一侧渗透过膜进入高浓度一侧，使高浓度溶液体积增大，从而将盐差能转化为动能或电能以被利用。

由于盐差能，水自发地从低盐度溶液(如NEWater盐水)到高盐度溶液(如海水反渗透(SWRO)盐水)穿过半渗透膜。这样，将高压室新增的体积抽取出来，可以通过能量转化装置转化成电能，或者通过压力交换器补偿海水淡化反渗透装置所需的高压。可提供再生能量是PRO技术的一个关键点，并且它可以应用在高盐度污水的处置上。在新加坡，这项技术有望应用于海水淡化和新生水产生的盐水处理。

目前，该领域的研究人员正将焦点放在PRO膜的研发上，目标是生产能承受高压系统的膜，从而提高能量回收率。由新加坡国立大学Neal Chung Tai-Shung领导的研究小组已经发明了分别可承压22和20bar的平板膜和中空纤维膜。另外，由南洋理工大学Wang Rong领导的团队则研发了一款新型的PRO中空纤维膜，在15bar压力和超过200小时的测试时间里显示出了很强的稳定性。该团队同时也利用氨基硅烷合成了抗膜污染的复合膜。氨基硅烷的优点在于其亲水性，增加了膜的透水性，从而提高能量密度。这些团队下一步需要将做中试以及其他放大试验，处理能力将增至200 – 250 m³/day，以评估膜的长期表现。

从实验室到市场

由于缺乏天然淡水资源，自独立以来新加坡就面临着水危机。多年来技术的发展给这个国家带来了可观的水安全和可持续性。但新加坡对水技术创新依然有着很高的需求，尤其考虑到是他们计划在2060年停止从马来西亚进口淡水资源，而本国的用水需求却可能翻一番。正因如此，新加坡的研发都以商业应用为总计目标。

通过企业和学术届合作伙伴的支持，新加坡已经在超过510个研究项目里投入了超过3.56亿新币(约2.7亿美元)，以寻求新的水处理解决方案。新加坡国家研究基金会已经承诺在未来五年追加2亿美元，强化新加坡作为水技术研发和商业化的全球中心地位。而在过去10年多的时间里，新加坡在整个水领域的投入了已经超过了4.7亿美元。

从实验室到市场，研究者往往要面对一个转化过渡阶段，一些时候他们会感到无从下手。对于企业，尤其是初创公司，在新技术的商业研发应用过程中，也经常在通过“死亡谷”的路上遇到困难，例如难以找到具备专业知识和经验的员工，或者缺乏资金和基础设施在实际环境中测试技术的可行性。

为了确保基础研究的努力最终能够得以被实际应用，以及让有前景的技术得以商业化，新加坡如今设立了多个学术和技术转化机构。其中一个是分离技术应用研发和转化中心(START)，一个帮助分离技术走向市场的国家机构。它位于新加坡的清洁技术工业园(CleanTech Park)内。清洁技术工业园是新加坡首个为水处理和绿色技术企业打造的技术工业园，为该国的研究机构和水处理企业作对接。START中心召集了15-20位行业专家帮助筛选前景看好的分离技术，这些专家在材料、化工和电气工程等方面有深厚的背景。中心还提供膜生产设备，辅助系统设计开发，以及提供现实的测试设备。同时它也为行业合作伙伴的产品规模化作各种资源对接。

除START之外，其他研究机构还包括义安理工学院的环境与水技术创新中心(EWT-COI)，该中心负责处理膜和水相关的挑战，例如水处理的生物处理和深度处理工程技术。EWT-COI在帮助当地中小型企业打入市场方面也有其独特之处。例如在2014年，EWT-COI计划开发一款膜式蒸发冷却器(MEC)，其用水量比传统工业冷却塔减少20-40%，占地面积也大大减少(如下图)。新加坡本土的一家中小企业Relic Services接受了挑战，对原规模为10RT的样机进行中试测试。这套系统预计将在2018年3月投入商业运营，并具有50 RT的容量。

除此以外，企业研发设施也是新加坡应用型研发生态系统的重要组成。GE新加坡水技术中心于2009年由通用电气(GE)创立，位于新加坡国立大学，专注于开发突破性技术。该中心支持GE的科学家和工程师在压力驱动和电驱动的膜分离技术、膜化学品和先进分析技术等领域的探索。GE的全球客户和新加坡都是这种合作性开发的解决方案的受惠者。

这些机构的设置有助于加强新加坡水处理领域学术界和工业界之间的联系，使新加坡能继续作为引领水行业的发展。新加坡已经是一个活体实验室，企业可以在这里对有前景的理念和技术进行实验室规模的可行性测试，或者在实际环境中进行中试实验。PUB与初创企业、技术成果转化机构和研究机构建立了充满活力的生态系统，大家有着明确的目标和愿景。PUB也将继续与其合作伙伴合作，收集新理念和技术，加速其研发及商业化，并最终将它们带入市场并走向世界。

未完待续

原标题：新加坡PUB水技术创新研发最新进展报告(上)

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