2017年12月1日，教育部科技發(fā)展中心正式公布了2017年度高等學(xué)校科學(xué)研究優(yōu)秀成果獎（科學(xué)技術(shù)）的授獎項目結(jié)果。高等學(xué)?？茖W(xué)研究優(yōu)秀成果獎（科學(xué)技術(shù)）分設(shè)自然科學(xué)獎、技術(shù)發(fā)明獎、科技進(jìn)步獎、科技進(jìn)步獎（推廣類）和專利獎。

2017年共有320個項目獲獎，其中，有3項造紙類項目獲獎：華南理工大學(xué)與山東太陽紙業(yè)股份有限公司、山東華泰紙業(yè)股份有限公司共同完成的造紙行業(yè)清潔生產(chǎn)和末端治理相結(jié)合的水污染全過程控制集成技術(shù)項目獲得科技進(jìn)步獎一等獎：南京林業(yè)大學(xué)的木質(zhì)纖維生物質(zhì)生物煉制關(guān)鍵技術(shù)及應(yīng)用項目獲得技術(shù)發(fā)明獎二等獎：南京林業(yè)大學(xué)與金東紙業(yè)（江蘇）股份有限公司、玖龍紙業(yè)（太倉）有限公司、山東晨鳴紙業(yè)集團(tuán)股份有限公司共同完成的造紙節(jié)水與清潔生產(chǎn)關(guān)鍵技術(shù)及應(yīng)用項目獲得科技進(jìn)步獎二等獎。本刊特別對部分獲獎項目的獲獎?wù)哌M(jìn)行了采訪。

受訪者：技術(shù)發(fā)明獎二等獲得者翟華敏

獲獎項目名稱：木質(zhì)纖維生物質(zhì)生物煉制關(guān)鍵技術(shù)及應(yīng)用

翟華敏教授和他的研究團(tuán)隊

《造紙信息》記者：首先恭喜您和您的團(tuán)隊的木質(zhì)纖維生物質(zhì)生物煉制關(guān)鍵技術(shù)及應(yīng)用這一項目獲得教育部2017年度高?？茖W(xué)研究優(yōu)秀成果獎的技術(shù)發(fā)明獎！請您簡單介紹一下，這個項目的主要內(nèi)容是什么？主要包含哪項技術(shù)？

翟華敏教授：木質(zhì)纖維素是自然界中最豐富的天然資源之一，近年在生產(chǎn)生物質(zhì)能源、化學(xué)品和材料方面?zhèn)涫荜P(guān)注，但植物細(xì)胞壁全組分的逐級分離及其高值利用缺乏成功范例。深入地探討并明確生物質(zhì)細(xì)胞壁主要成分在預(yù)處理、轉(zhuǎn)化和高值利用的各個環(huán)節(jié)中的機(jī)制，對實現(xiàn)各組分的有序溶出和開發(fā)其各自新的應(yīng)用產(chǎn)品，具有重要的科學(xué)價值。本項目研發(fā)了木質(zhì)纖維生物煉制中全組分有序溶出及利用的關(guān)鍵技術(shù)，主要包含：非木材綠色復(fù)合溶劑生物煉制技術(shù)；木質(zhì)纖維生物質(zhì)的全溶體系、組分再生及應(yīng)用技術(shù)；生物煉制預(yù)處理關(guān)鍵技術(shù)及其在生物質(zhì)燃油上的應(yīng)用；纖維素基功能材料改性與制備關(guān)鍵技術(shù)。

《造紙信息》記者：生物質(zhì)精煉是一項前沿技術(shù)，也是目前行業(yè)的熱點項目，您這個項目獲獎一定有其獨到之處，請介紹一下。

翟華敏教授：我們擁有一支主要由海外回國人員，包括任浩、宋君龍、王志國、程金蘭和馬樸等組成的團(tuán)隊，自2008年以來，依托國家“973”計劃、國家自然科學(xué)基金、江蘇省重大科技支撐項目、江蘇省自然科學(xué)基金、江蘇省省屬高校自然科學(xué)基金、國家林業(yè)公益性行業(yè)科研專項和國家林業(yè)局948項目等國家、省部級科研項目20余項，以木質(zhì)纖維生物質(zhì)煉制的各個關(guān)鍵科學(xué)問題為主要研究內(nèi)容，在充分解析植物細(xì)胞壁組分的逐級高效分離的障礙及特點的基礎(chǔ)上，針對木質(zhì)纖維生物質(zhì)原料種類的差異性，開發(fā)了分別針對纖維素、半纖維素、木質(zhì)素的分離及利用的方法，解明了各組分在生物煉制的上游與酶、溶劑等的作用關(guān)系，解決了分離產(chǎn)物在生物煉制的下游與塑料等石油基高分子材料共混時界面相容性差的問題。在此基礎(chǔ)上，建立了基于制漿技術(shù)的非木材綠色復(fù)合溶劑生物煉制技術(shù)，即高效分離纖維、木質(zhì)素、半纖維素的復(fù)合有機(jī)酸可自給循環(huán)的非木材生物煉制技術(shù)。該技術(shù)受到多家公司的關(guān)注和重視。

《造紙信息》記者：結(jié)合這一項目的獲獎，請您簡單談一下感想以及下一步在這方面的研究方向和打算？

翟華敏教授：科研需要十年磨一劍的精神、抓關(guān)鍵和構(gòu)建系統(tǒng)的科學(xué)觀念。目前我們聚焦于“非木材綠色復(fù)合溶劑生物煉制技術(shù)”工程化的相關(guān)工作；同時著眼于該體系分離出的纖維、木質(zhì)素和半纖維素等的高值轉(zhuǎn)化利用。這項工作技術(shù)性強(qiáng)，涉及多學(xué)科，需要政府、企業(yè)、有戰(zhàn)略眼光的企業(yè)家攜手協(xié)作，共同合作，我們期待更多的有識之士與我們一起推進(jìn)這項有意義的工作。

受訪者：科技進(jìn)步獎二等獎獲得者戴紅旗

獲獎項目名稱：造紙節(jié)水與清潔生產(chǎn)關(guān)鍵技術(shù)及應(yīng)用

《造紙信息》記者：戴老師您好！首先恭喜您和您的團(tuán)隊的造紙節(jié)水與清潔生產(chǎn)關(guān)鍵技術(shù)及應(yīng)用這一項目獲得教育部2017年度高?？茖W(xué)研究優(yōu)秀成果獎的科技進(jìn)步獎！請您簡單介紹一下，這個項目的主要內(nèi)容是什么？主要包含哪項技術(shù)？

戴紅旗教授：自2002年以來，項目組一直致力于以節(jié)約資源（水資源、纖維原料）為目標(biāo)，從過去的“治病模式”轉(zhuǎn)移到“保健與防病模式”的造紙清潔生產(chǎn)理論與技術(shù)研究，在生產(chǎn)過程中阻止污染物產(chǎn)生、對存在的干擾物及時進(jìn)行清理與控制，防止干擾物在造紙濕部系統(tǒng)中積累并發(fā)展成為危害性污染物，項目針對性創(chuàng)制了多個防止、阻止與控制污染物生成的新技術(shù)，并集成推廣和應(yīng)用于生產(chǎn)實踐，實現(xiàn)了節(jié)水和減排的清潔生產(chǎn)目標(biāo)。主要創(chuàng)新點：（1）創(chuàng)建了造紙白水中離子垃圾、DCS分離提純和分析方法，成功從復(fù)雜成分污染物中分離與提純出DCS；發(fā)現(xiàn)DCS主要為羧酸鈣鹽有機(jī)物，鈣離子

戴紅旗教授及其團(tuán)隊部分成員主要來自CaC03分解或電離，DCS主要來自分散劑及漿內(nèi)施膠劑。（2）揭示并掌握了水溶性DCS、膠體性DCS與多價金屬離子結(jié)合生成沉淀物和膠黏物的發(fā)展歷程，進(jìn)而逐步沉積或碰撞黏附發(fā)展成為污染物的機(jī)制。（3）發(fā)明了以下創(chuàng)新技術(shù)：CaC03顆粒表面包覆陽離子淀粉膜技術(shù)，有效阻隔CaCO1與酸性介質(zhì)的直接接觸，防止分解或電離產(chǎn)生Ca2+陽離子；Ca2+陽離子捕捉與纖維表面固著技術(shù)，消除和清理Ca2+等陽離子干擾物作用，對鈣鎂離子等轉(zhuǎn)移帶出率高達(dá)75%以上，在生產(chǎn)過程中軟化白水，使白水循環(huán)回用率達(dá)到95%以上；紙機(jī)循環(huán)白水中DCS控制技術(shù)，能有效對DCS進(jìn)行捕集與控制，凈化與清潔白水；廢棄淀粉改性與資源化利用技術(shù)，將廢棄的淀粉改性成為陽離子淀粉增強(qiáng)劑，紙張強(qiáng)度提高15%、COD減少60%、白水回用率提高到98%以上。上述成果的推廣應(yīng)用整體提升了造紙工業(yè)清潔生產(chǎn)技術(shù)水平，促進(jìn)了行業(yè)的技術(shù)進(jìn)步，具有重大的經(jīng)濟(jì)、社會和環(huán)境效益。

《造紙信息》記者：項目參與單位中，除了南林業(yè)大學(xué)外，還有金東紙業(yè)、玖龍?zhí)珎}、山東晨鳴，這是否意味著這一項目已經(jīng)在這工廠有實際應(yīng)用？或者是項目是針對這工廠實際生產(chǎn)中遇到的問題提出的？

戴紅旗教授：因各個造紙生產(chǎn)企業(yè)機(jī)臺、產(chǎn)品種類不同，在各個造紙生產(chǎn)企業(yè)采用的技術(shù)與取得的成效也不同。項目實施過程中，我們得到了合作單位的大力支持：（1）與金東紙業(yè)（江蘇）股份有限公司合作，主要是開發(fā)了針對多價陽離子垃圾的控制與轉(zhuǎn)移關(guān)鍵技術(shù)，在文化用紙生產(chǎn)過程中實現(xiàn)對白水的軟化與凈化，從源頭上防止DCS干擾物與多價陽離子結(jié)合發(fā)展成為污染物。（2）與玖龍紙業(yè)（太倉）有限公司合作，針對工業(yè)包裝紙生產(chǎn)白水中的溶解淀粉危害，開發(fā)了廢棄淀粉在線改性與資源化利用技術(shù)，在生產(chǎn)過程中實現(xiàn)對廢棄淀粉改性與利用，提高了循環(huán)回用白水質(zhì)量及重復(fù)利用率。（3）與山東晨鳴紙業(yè)聯(lián)合開發(fā)了聚納米硅溶膠微粒及其助留助濾系統(tǒng)，有效降低了噸紙水耗。

《造紙信息》記者：結(jié)合這一項目的獲獎，請您簡單談一下感想以及下一步在這方面的研究方向和計劃？

戴紅旗教授：眾所周知，造紙濕部系統(tǒng)化學(xué)組成十分復(fù)雜，白水循環(huán)回用的程度越來越高，對濕部系統(tǒng)相關(guān)參數(shù)的跟蹤十分重要。另外，造紙化學(xué)品的清潔也十分關(guān)鍵，其實造紙濕部系統(tǒng)污染物的積累與助劑本身的清潔程度關(guān)聯(lián)密切。因此，要實現(xiàn)造紙清潔生產(chǎn)，原材料的清潔至關(guān)重要。

受限于技術(shù)及運行成本，實現(xiàn)造紙白水封閉循環(huán)回用的最后一公里路程是白水脫鹽處理。造紙濕部白水中的固形物可以通過機(jī)械截留、高分子聚合物絮聚助留實現(xiàn)，白水中的多價金屬陽離子垃圾可由清除劑控制，DCS陰離子垃圾由固著劑捕集與轉(zhuǎn)移，但無機(jī)鹽電解質(zhì)只有通過反滲透膜處理，將無機(jī)鹽電解質(zhì)從白水中分離出去，將白水電導(dǎo)率控制在合適水平，消除無機(jī)鹽電解質(zhì)積累。

但造紙過程中白水量大，其中的水溶性低分子有機(jī)物、鈣與硅干擾等會加速膜的污染，易產(chǎn)生濃差極化，導(dǎo)致膜孔堵塞而縮短使用壽命。在后續(xù)研究中，將著重從以下幾個方面開展研究：

將研發(fā)的造紙清潔生產(chǎn)技術(shù)與高效膜分離技術(shù)有機(jī)結(jié)合，實現(xiàn)優(yōu)勢互補(bǔ)。其關(guān)鍵在于：在生產(chǎn)過程中通過清潔生產(chǎn)技術(shù)消除高價金屬離子與有機(jī)干擾物的積累，通過膜分離技術(shù)從白水循環(huán)系統(tǒng)中分離出水溶性干擾物與無機(jī)鹽電解質(zhì)，實現(xiàn)造紙濕部系統(tǒng)清潔與凈化，白水循環(huán)回用，并對膜分離出的所謂“污染物”進(jìn)行資源化利用。