“將來生產一噸紙可能只需用水2立方米，只要膜分離技術運行成本得到合理控制，通過反滲透技術將造紙生產過程中產生（帶入）的無機鹽電解質脫除，造紙過程用水甚至可以實現無限循環(huán)！”近日，南京林業(yè)大學輕工與食品學院教授戴紅旗獲評首屆 “水杉獎教金科研之星”稱號，他的科學研究及其應用也愈發(fā)受人關注。
　　專注造紙清潔生產技術戴紅旗大學畢業(yè)后一直從事造紙濕部化學與清潔生產技術方面的研究，迄今已超過30年。在他的回憶里，一次近距離接觸造紙生產的過程，觸發(fā)了他改變和提升傳統(tǒng)造紙理念的想法。2001年，戴紅旗前往國內首家造紙專業(yè)博士后工作站———山東晨鳴紙業(yè)股份有限公司從事博士后研究工作。他發(fā)現，膠東半島是一個水資源特別缺乏的地區(qū)，工業(yè)用水主要來自地下水。
　　由于生產上長期使用硬度很高的地下水，造紙過程中，不僅紙料中細小纖維的留著率很低，而且造紙濕部系統(tǒng)膠黏物與沉積物干擾特別嚴重，就像家中浴缸的污垢。長此以往，要保證紙張質量，一噸紙消耗新鮮水量非常大。由此，開發(fā)高效的助留助濾系統(tǒng)及白水循環(huán)回用就成為了戴紅旗的博士后研究項目。
　　結合多年的專業(yè)所學與研究積累，他與工廠技術研發(fā)人員一起研發(fā)了一種 “聚硅酸鹽納米硅溶膠微粒助留系統(tǒng)”。該助留系統(tǒng)的應用不僅節(jié)約了造紙原材料的使用，也大大減少了造紙新鮮水用水量，噸紙耗水量由當初的60立方米降到20立方米，同時也延長了造紙濕部系統(tǒng)的使用年限，收獲了很好的經濟效益。該項目成果在2005年獲得山東省輕工業(yè)科技進步獎一等獎。隨著該項技術在當地造紙廠的逐步應用，戴紅旗的科研目標也變得愈發(fā)堅定。
　　“造1噸紙節(jié)約幾塊錢原材料還不如節(jié)約幾噸水！”戴紅旗說，近年來，我國經濟發(fā)展由粗放型步入可持續(xù)發(fā)展階段，對于造紙行業(yè)，在節(jié)約用水的同時，如何盡量減少造紙生產過程中污染物的產生及對環(huán)境的影響，成為了當時亟待解決的問題。2007年，戴紅旗繼續(xù)埋頭實驗室創(chuàng)新，開始了他漫長的科研之路。
　　揭示造紙污染物形成機理一方面，在國家自然科學基金等項目連續(xù)資助下，戴紅旗首次發(fā)現造紙用水中鈣鎂離子（水硬度）的危害，揭示了鈣鎂離子與濕部系統(tǒng)中溶解與膠體性物質生成污染物的機理與歷程，掌握了濕部系統(tǒng)中膠黏物、沉積物的形成規(guī)律。
　　另一方面，就如何把污染物控制住，戴紅旗提出通過化學與膜裝備技術，對排出的廢水進行處理，在不影響設備和工藝穩(wěn)定運行的前提下，實現造紙用水的循環(huán)使用。
　　所謂的“污染物”，是指溶出進入過程水中的物質積累量超出了維持系統(tǒng)及產品質量穩(wěn)定的極限，如果通過化學吸附轉移，結合物理分離技術，就像血液透析原理一樣，只要能滿足生產系統(tǒng)的最低要求，造紙生產過程水就可無限次循環(huán)回用。與此同時，還可以將過程水中所謂的“污染物”資源化再利用。
　　戴紅旗通過填料包覆、鈣鎂等陰陽離子控制、細小纖維控制等技術，讓造紙過程中的“有益物質”得到保留，“污染物”得到提取再利用，不僅清潔和凈化了造紙循環(huán)用水，更有效提高了水資源的循環(huán)使用率。
　　科研成果貼近民生2004年至今，戴紅旗帶領30多名碩士、博士研究生趕赴江蘇、山東、河北、浙江等地的造紙生產一線企業(yè)，與當地生產實際相結合，協同創(chuàng)新，取得了明顯的社會、環(huán)境和經濟效益，大幅度降低了造紙廢水中固形物含量，造紙用水量減少了50%以上，噸紙綜合生產成本下降近40元。
　　2014-2016年，全球最先進的銅版紙生產企業(yè)金東紙業(yè)（江蘇）股份有限公司、全球最大工業(yè)包裝紙生產企業(yè)玖龍紙業(yè)（江蘇太倉）有限公司和山東晨鳴紙業(yè)集團股份有限公司等企業(yè)運用該項技術在三年內累積節(jié)約新鮮水15240萬立方米，減少造紙廢水中SS（懸浮物）排放1524噸，減少造紙廢水中COD（化學耗氧量）排放量7620噸，為企業(yè)節(jié)約水資源費、污水處理費和提高綜合經濟利益共計11.35億元。
　　“自2002年起，我們公司便開始運用戴紅旗教授的微粒助留劑及系統(tǒng)。實踐表明，噸紙生產成本大幅度下降，大大提高了高速文化紙機的細小纖維留著率，減少產生1噸紙新鮮水補充量近50%，為公司提高清潔水生產水平和節(jié)約水資源發(fā)揮了巨大作用。”山東晨鳴紙業(yè)集團股份有限公司科技辦主任張革倉說。
　　“十五年磨一劍?！贝骷t旗告訴記者，科研成果不能只呆在實驗室里束之高閣，而要貼近民生，促進生產，在企業(yè)的實際運用中得到評估和驗證。
　　2017年11月，教育部科技發(fā)展中心正式公布了高等學校科學研究優(yōu)秀成果獎（科學技術）獲獎成果名單，戴紅旗主持完成的“造紙節(jié)水與清潔生產關鍵技術及應用”獲教育部科技進步二等獎。