我国是世界上水资源最匮乏的国家之一，污水资源化是解决我国缺水现状的重要途径。膜技术是21世纪最具发展前景的高新技术之一，但存在膜通量小、强度低、抗污染性差和膜分离装置效率低、能耗高等问题。为破解这些难题，张宏伟教授带领科研团队开展了科研攻关，制备出高性能聚偏氟乙烯中空纤维膜，并解决了在污水资源化应用中的关键技术，打破了该领域长期被国外垄断的局面，巩固了“膜世界”至高点。天津膜天膜公司应用该技术成果建成了国内最早300万m2/年高性能PVDF中空纤维膜产业化生产线，公司于2009年被国家发改委确立为“国家高技术产业化示范工程”基地。
“这个项目涉及纺织、化纤、环境、化工、材料、机械、自动控制、水利等多个学科，单靠一个专业解决不了问题。” 张宏伟教授作为项目的主持人，把天津工业大学相关学科的科技人员组合在一起，利用项目平台开展攻关。通过基础研究、工程化放大、产业化应用，成功把学校在纺织、纤维材料学科上的优势应用到水处理领域，形成了面对水处理的中空纤维膜集成技术。
该项目主要技术发明点包括：发明了高性能PVDF中空纤维膜制备技术及生产装备，解决了传统制膜方法无法兼顾大通量与高强度的世界性难题，实现了高性能PVDF中空纤维膜的产业化；发明了高效率、低能耗污水回用连续膜过滤装置，使连续膜过滤装置能耗降低10~20%；发明了高效率PVDF中空纤维膜生物反应器集成技术；发明了高性能PVDF中空纤维膜污染控制技术，解决了中空纤维膜污染难以在线监测与控制的难题，开发了双向膜清洗技术显著提高了膜分离系统运行的效率和稳定性。
该研究成果具有自主知识产权，整体技术达到国际先进水平，主持制订国家标准1项，获得授权发明专利18项，发表论文85篇，其中SCI、EI收录43篇。该研究成果已广泛应用于鄂尔多斯、新加坡UNITED ENVIROTECH LTD、荣成钢铁集团、泰达新水源、空港物流加工区、梅花味精集团等12个日处理量达万吨级以上国家、省部级示范工程，年生产再生水2.3亿吨，年节约用水成本4亿元以上。该研究成果全面提升了我国膜制备及污水回用技术水平，促进了行业的技术进步和产业结构优化，为水资源的循环利用提供了新的有效途径，取得了重大经济和社会效益。（天津工业大学）
