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32年后，“膜”術再升級
——記新型膜法水處理關鍵技術及應用項目
高從堦院士(左)與楊波獲獎后合影。(記者 李東周 攝)
圖源：中國化工報
6月24日晌午，82歲的中國工程院院士高從堦走出人民大會堂。剛剛結束的國家科學技術獎勵大會揭曉了2023年度國家科學技術獎，他與另外兩位院士領銜開發的新型膜法水處理關鍵技術及應用項目榮膺國家科技進步一等獎。
“32年了呀。”作為高從堦的“戰友”和該項目主要完成人之一，杭州水處理技術研究開發中心有限公司(下稱杭州水處理)首席顧問楊波看著紅底金字的獲獎證書，感慨地說。
高從堦會心一笑。1992年，也是在這里，也是憑借一手精湛的“膜”術，他第一次捧起國家科技進步一等獎的證書。彼時他方當盛年，如今已滿頭銀發。而杭州水處理——他們共同戰斗過的地方，見證了兩個一等獎的“膜”術升級之路。
創新：串起一個“膜”術師的夢
有一種“膜”術，可以把海水變為甘泉、讓廢水化為清流，這便是石油和化工行業普遍應用的膜分離技術。膜分離是海水淡化、超純水制備、藥品純化等領域的關鍵核心技術，對保障民生用水以及石油和化工、半導體、醫藥等工業用水安全意義重大。
我國在膜技術領域曾長期落后國外。高從堦告訴記者，為解決淡水緊缺的問題，他1967年投身海水淡化會戰，1970年進入杭州的海水淡化研究室(即杭州水處理前身)，懷揣著一個“膜”術師的夢，在膜技術的創新之路上風雨兼程。
從最初的高性能醋酸纖維不對稱反滲透膜，到三醋酸纖維素(CTA)中空纖維反滲透膜，再到在國內首次推出聚酰胺復合反滲透膜，高從堦帶領杭州水處理研發團隊不斷將“膜”術投向現實。
“我們開發的CTA中空纖維反滲透膜不僅實現了此類國產膜的從無到有，而且性能優異，風靡一時，迫使國外產品降價30%~50%。”楊波在接受《中國化工報》記者采訪時說，CTA中空纖維反滲透膜的成功研制為保障我國用水安全做出了杰出貢獻，于1992年獲得國家科技進步一等獎。
問鼎國家科學技術獎后，高從堦和研發團隊非但毫無“高處不勝寒”的感覺，反而愈發急迫地向更高峰攀登。他們攜手學界、業界有志之士，開發新型膜法水處理關鍵技術及應用項目。
歷經多年攻關，項目團隊實現了新型膜分離原理、膜材料制備、膜法水處理及膜固廢后處理全鏈條技術與工程創新，水平達到國際領先。他們建成了超大型海水淡化工程，市場占有率國內第一、國際第九；實現了芯片超純水分離膜國產化；解決了相關藥企藥物高純化等難題。
楊波告訴記者，以海水淡化為例，32年前，反滲透膜脫鹽率能達到95%就非常不錯了，但產水仍然略有苦咸味。如今，杭州水處理研發的新型膜法海水淡化技術，可以實現最高99.8%的脫鹽率，膜通量大大提升，裝置處理規模從上世紀90年代的百噸級，發展到后來的萬噸級、10萬噸級和30萬噸級，噸水電耗從10千瓦時以上降至3千瓦時以下。“成本更低了，處理過程也更加綠色低碳。”她說，“技術進步也反映了時代潮流。”
32年，兩個國家科技進步一等獎，串起了“膜”術師的時代之夢。
研發：匯聚一群著了“膜”的人
一輩子，一張膜，一條路上走到底。
這是高從堦的人生寫照，更是獲獎項目研發團隊中許多人的追求。
“我們是一群著了‘膜’的人。”楊波笑稱，“沒有這股專心致志的鉆勁兒，是不可能取得現在的成果的。”作為杭州水處理原總工程師，她從上世紀90年代初投身膜技術領域，退休卸任后繼續發光發熱擔任首席顧問，仍然是和這張膜打交道。三十二年“膜”一劍，個中甘苦誰人知?
“就拿制圖來說吧，那時候沒有電腦，都是手工制圖。領導說‘這個思路行不通，調個頭吧’，我們就得整張圖紙重新畫。哪像現在這樣，復制粘貼一下就解決了。”楊波回憶說，后來數字化工具的應用帶來了越來越多的便利，但他們卻并沒有覺得輕松，因為“野心也越來越大，總想完成更多的工作，實現更高的目標”。
杭州水處理研發團隊在高從堦、楊波和總工程師吳雅琴的帶領下，立足國家水資源安全保障、水生態環境保護與治理、工業節能減排與資源化等重大戰略需求，聚焦海水淡化、工業水循環及資源化、液體分離膜材料等戰略性新興產業，開展了一系列膜產品、膜裝備、膜法水處理技術等研究開發和應用推廣工作，形成了系統完整的膜法水處理及資源化技術解決方案。這些工作也為項目成功開發奠定了堅實基礎。
研發過程中，杭州水處理、浙江工業大學、浙江大學、天津膜天膜科技股份有限公司、杭州科百特過濾器材有限公司等單位緊密合作，終于實現了高性能液體分離膜材料的國產化替代及其在海水淡化、廢水資源化領域的規模化應用。
用合作伙伴的話說，彼此都是一群著了“膜”的人。
應用：催開一株有“膜”力的花
“我國的膜技術和產品，從一開始就是為解決問題而生。正如習近平總書記所說，科技攻關要堅持問題導向，奔著最緊急、最緊迫的問題去。”楊波說，他們在膜技術和產品的推廣應用方面一直不遺余力。一方面解決水安全問題，另一方面推動高耗水、高排放、高污染行業向綠色低碳轉型升級。
項目團隊聚焦大型膜法海水淡化工程集成關鍵技術與規?；瘧?，在大型海水淡化系統的節能降耗工藝研究、反滲透單機裝置設計與制造、國產化關鍵技術與裝備應用等方面進行了創新，在國內外建立了一批大型、超大型膜法海水淡化示范工程，催開了一株有“膜”力的應用之花，香飄海內外。
據楊波介紹，應用該新型膜法水處理技術，杭州水處理建成目前國內最大的膜法水處理系統——浙石化25萬噸/日海水淡化系統，單機規模達到3.5萬噸/日。同時，項目成果還成功走出國門，走向海外特別是“一帶一路”沿線國家。2023年2月，杭州水處理簽約阿爾及利亞30萬噸/日海水淡化項目。這是由中國企業進行獨立設計并提供海水淡化核心工藝包的最大的國際海水淡化項目。項目建成后，將為當地提供穩定的淡水供應，受益人口預計可達200萬人以上。
項目成果還在工業廢水資源化方面大放異彩，覆蓋化工、電鍍、印染和造紙等領域，取得了環境和經濟效益雙豐收。如應用項目成果建設的山東某新材料企業2萬噸/日廢水分鹽資源化零排放項目，每年可減少COD(化學需氧量)排放1400噸、氨氮排放252噸、氯化鈉排放23070噸；再如在廣東佛山某印染園區建設的廢水資源化分鹽項目，通過高效分離硫酸鈉和氯化鈉并制成元明粉、酸、堿，部分替代印染固色劑，真正實現園區廢水零排放和高值化資源循環,助力企業年盈利3000萬元。
“你知道嗎，上世紀90年代，娃哈哈和農夫山泉的第一套裝置，用的也是杭州水處理的技術。我們一直不斷擴大技術應用場景，目前實現了海產品養殖、船載海水淡化系統、海上鉆井平臺海水淡化系統的突破。”楊波抬了抬眼鏡，對記者說，“道高一尺，‘膜’高一丈。消除淡水‘盲點’，是我們不變的追求。”
浙石化25萬噸/日海水淡化系統。(夏敏玲 攝)
圖源：中國化工報
記者手記
惦 記
6月25日采訪結束后，楊波告訴記者，次日要參加一個重要評審會。6月26日夜間10時許記者再次聯系時，她已在返回杭州的高鐵上。高從堦院士也歸心似箭，擬盡快返程。
他們都惦記著那張膜。
白發青絲一念間。幾十年來，正是出于這份熾熱的惦記，高從堦院士團隊兩獲國家科技進步一等獎，用一手“膜”術憔悴了時光，卻驚艷了世界。
正是憑著這份惦記，中國“膜”術師們用一張膜分離了海水，改善了民生；分離了污廢，換來了潔凈；分離了青春，留下了奉獻。
也正是緣于這份惦記，才有了中國膜技術從無到有、從有到優的飛速發展和進步，有了如今為全行業綠色轉型賦能的堅實技術基礎和支撐，有了我們推進美麗中國建設的強大產業信心和底氣。
膜技術被譽為21世紀最有前途的清潔技術之一，其發展當然離不開“膜”術師們的不懈鉆研。值得一提的是，耄耋之齡的高從堦院士正在為培養新一代“膜”術師而努力——這也成了他新的惦記。
習近平總書記在剛剛結束的國家科學技術獎勵大會上強調，要持續營造尊重勞動、尊重知識、尊重人才、尊重創造的社會氛圍，大力弘揚科學家精神，激勵廣大科研人員志存高遠、愛國奉獻、矢志創新。
這是對這份惦記的最大褒獎。
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