三十二年后,“膜”術(shù)再升級 |
時間:2024-07-09 來源:中化環(huán)境 視力保護色: |
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(jié)束的國家科學(xué)技術(shù)獎勵大會揭曉了2023年度國家科學(xué)技術(shù)獎,他與另外兩位院士領(lǐng)銜開發(fā)的新型膜法水處理關(guān)鍵技術(shù)及應(yīng)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(zhàn)友”和該項目主要完成人之一,杭州水處理技術(shù)研究開發(fā)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,感慨萬千。 高從堦會心一笑。1992年,也是在這里,也是憑借精湛的“膜”術(shù),他第一次捧起國家科技進步一等獎的證書。彼時他正當(dāng)盛年,如今已滿頭銀發(fā)。而杭州水處理——他們共同戰(zhàn)斗過的地方,見證了兩個一等獎的“膜”術(shù)升級之路。 創(chuàng)新:串起一個“膜”術(shù)師的夢 有一種“膜”術(shù),可以把海水變?yōu)楦嗜⒆審U水化為清流,這便是石油和化工行業(yè)普遍應(yīng)用的膜分離技術(shù)。膜分離是海水淡化、超純水制備、藥品純化等領(lǐng)域的關(guān)鍵核心技術(shù),對保障民生用水以及石油和化工、半導(dǎo)體、醫(yī)藥等工業(yè)用水安全意義重大。 我國在膜技術(shù)領(lǐng)域曾長期落后國外。為解決淡水緊缺的問題,高從堦自1967年起便積極投身于海水淡化領(lǐng)域,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(shù)師的夢,開始了他和團隊的創(chuàng)新之路。 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(nèi)首次推出聚酰胺復(fù)合反滲透膜,高從堦帶領(lǐng)杭州水處理研發(fā)團隊不斷將“膜”術(shù)投向現(xiàn)實。團隊開發(fā)的CTA中空纖維反滲透膜不僅實現(xiàn)了此類國產(chǎn)膜的從無到有,而且性能優(yōu)異,風(fēng)靡一時,迫使國外產(chǎn)品降價30%至50%。這一成就為保障我國用水安全作出了杰出貢獻,并于1992年獲得國家科技進步一等獎。 問鼎國家科學(xué)技術(shù)獎后,高從堦和研發(fā)團隊并未就此停下腳步。他們攜手學(xué)界、業(yè)界有志之士,繼續(xù)攀登科技高峰,著力開發(fā)新型膜法水處理關(guān)鍵技術(shù)及應(yīng)用項目。 歷經(jīng)多年攻關(guān),項目團隊實現(xiàn)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(shù)與工程創(chuàng)新,達到國際領(lǐng)先水平。他們建成了超大型海水淡化工程,市場占有率居國內(nèi)第一、國際第九;實現(xiàn)了芯片超純水分離膜國產(chǎn)化;解決了相關(guān)藥企藥物高純化等難題。 以海水淡化為例,32年前,反滲透膜脫鹽率能達到95%已算行業(yè)領(lǐng)先水平,但彼時該膜所產(chǎn)的水仍然略有苦咸味。如今,杭州水處理研發(fā)的新型膜法海水淡化技術(shù),可以實現(xiàn)最高99.8%的脫鹽率,膜通量大幅提升,裝置處理規(guī)模從上世紀90年代的百噸級,發(fā)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。”楊波說。 32年,兩個國家科技進步一等獎,串起了“膜”術(shù)師的時代之夢。而這背后,是高從堦和研發(fā)團隊無數(shù)次的嘗試與努力。 研發(fā):匯聚一群著“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(fā)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(xiàn)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(shù)領(lǐng)域,退休卸任后繼續(xù)發(fā)光發(fā)熱擔(dān)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(lǐng)導(dǎo)說‘這個思路行不通,調(diào)個頭吧’,我們就得整張圖紙重新畫。哪像現(xiàn)在這樣,復(fù)制粘貼一下就解決了。”楊波回憶說,后來數(shù)字化工具的應(yīng)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(xiàn)更高的目標”。 杭州水處理研發(fā)團隊在高從堦、楊波和現(xiàn)任總工程師吳雅琴的帶領(lǐng)下,立足國家水資源安全保障、水生態(tài)環(huán)境保護與治理、工業(yè)節(jié)能減排與資源化等重大戰(zhàn)略需求,聚焦海水淡化、工業(yè)水循環(huán)及資源化、液體分離膜材料等戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè),開展了一系列膜產(chǎn)品、膜裝備、膜法水處理技術(shù)等研究開發(fā)和應(yīng)用推廣工作,形成了系統(tǒng)完整的膜法水處理及資源化技術(shù)解決方案。這些工作也為項目成功開發(fā)奠定了堅實基礎(chǔ)。 研發(fā)過程中,杭州水處理、浙江工業(yè)大學(xué)、浙江大學(xué)等單位緊密合作,終于實現(xiàn)了高性能液體分離膜材料的國產(chǎn)化替代及其在海水淡化、廢水資源化領(lǐng)域的規(guī)模化應(yīng)用。 用合作伙伴的話說,彼此都是一群著了“膜”的人。 應(yīng)用:催開一株有“膜”力的花 “我國的膜技術(shù)和產(chǎn)品,從一開始就是為解決問題而生。正如習(xí)近平總書記所說,科技攻關(guān)要堅持問題導(dǎo)向,奔著最緊急、最緊迫的問題去。”楊波說。 杭州水處理在膜技術(shù)和產(chǎn)品的推廣應(yīng)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(yè)向綠色低碳轉(zhuǎn)型升級。 項目團隊聚焦大型膜法海水淡化工程集成關(guān)鍵技術(shù)與規(guī)模化應(yīng)用,在大型海水淡化系統(tǒng)的節(jié)能降耗工藝研究、反滲透單機裝置設(shè)計與制造、國產(chǎn)化關(guān)鍵技術(shù)與裝備應(yīng)用等方面進行創(chuàng)新,在國內(nèi)外建立一批大型、超大型膜法海水淡化示范工程,催開了一株有“膜”力的應(yīng)用之花,香飄海內(nèi)外。 應(yīng)用該新型膜法水處理技術(shù),杭州水處理已建成目前國內(nèi)最大的膜法水處理系統(tǒng)——浙石化25萬噸/日海水淡化系統(tǒng),單機規(guī)模可達到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(yè)進行獨立設(shè)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(dāng)?shù)靥峁┓€(wěn)定的淡水供應(yīng),受益人口預(yù)計可達200萬人以上。 項目成果還在工業(yè)廢水資源化方面大放異彩,覆蓋化工、電鍍、印染和造紙等領(lǐng)域,取得了環(huán)境和經(jīng)濟效益雙豐收。應(yīng)用項目成果建設(shè)的山東某新材料企業(yè)2萬噸/日廢水分鹽資源化零排放項目,每年可減少COD(化學(xué)需氧量)排放1400噸、氨氮排放252噸、氯化鈉排放23070噸;在廣東佛山某印染園區(qū)建設(shè)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(xiàn)園區(qū)廢水零排放和高值化資源循環(huán),助力企業(yè)年盈利3000萬元。 “上世紀90年代,娃哈哈和農(nóng)夫山泉的第一套裝置,用的也是杭州水處理的技術(shù)。我們一直不斷擴大技術(shù)應(yīng)用場景,目前實現(xiàn)了海產(chǎn)品養(yǎng)殖、船載海水淡化系統(tǒng)、海上鉆井平臺海水淡化系統(tǒng)的突破。”楊波笑著說,“道高一尺,‘膜’高一丈。消除淡水‘盲點’,始終是我們不變的追求。”這也是高從堦院士和他的團隊最樸素的愿望。 |