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(huì )堂。剛剛結束的國家科學(xué)技術(shù)獎勵大會(huì )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(kāi)發(fā)的新型膜法水處理關(guān)鍵技術(shù)及應用項目榮膺國家科技進(jìn)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(shù)研究開(kāi)發(fā)中心有限公司（下稱(chēng)杭州水處理）首席顧問(wèn)楊波看著(zhù)紅底金字的獲獎證書(shū)，感慨萬(wàn)千。
高從堦會(huì )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(jìn)步一等獎的證書(shū)。彼時(shí)他正當盛年，如今已滿(mǎn)頭銀發(fā)。而杭州水處理——他們共同戰斗過(guò)的地方，見(jiàn)證了兩個(gè)一等獎的“膜”術(shù)升級之路。
創(chuàng )新：串起一個(gè)“膜”術(shù)師的夢(mèng)
有一種“膜”術(shù)，可以把海水變?yōu)楦嗜?、讓廢水化為清流，這便是石油和化工行業(yè)普遍應用的膜分離技術(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、半導體、醫藥等工業(yè)用水安全意義重大。
我國在膜技術(shù)領(lǐng)域曾長(cháng)期落后國外。為解決淡水緊缺的問(wèn)題，高從堦自1967年起便積極投身于海水淡化領(lǐng)域，1970年進(jìn)入杭州的海水淡化研究室（即杭州水處理前身），懷揣著(zhù)一個(gè)“膜”術(shù)師的夢(mèng)，開(kāi)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(chēng)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(lǐng)杭州水處理研發(fā)團隊不斷將“膜”術(shù)投向現實(shí)。團隊開(kāi)發(fā)的CTA中空纖維反滲透膜不僅實(shí)現了此類(lèi)國產(chǎn)膜的從無(wú)到有，而且性能優(yōu)異，風(fēng)靡一時(shí)，迫使國外產(chǎn)品降價(jià)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(jìn)步一等獎。
問(wèn)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，繼續攀登科技高峰，著(zhù)力開(kāi)發(fā)新型膜法水處理關(guān)鍵技術(shù)及應用項目。
歷經(jīng)多年攻關(guān)，項目團隊實(shí)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(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(chǎng)占有率居國內第一、國際第九；實(shí)現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(shí)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(shí)現最高99.8%的脫鹽率，膜通量大幅提升，裝置處理規模從上世紀90年代的百?lài)嵓?，發(fā)展到后來(lái)的萬(wàn)噸級、10萬(wàn)噸級和30萬(wàn)噸級，噸水電耗從10千瓦時(shí)以上降至3千瓦時(shí)以下。“成本更低了，處理過(guò)程也更加綠色低碳。”楊波說(shuō)。
32年，兩個(gè)國家科技進(jìn)步一等獎，串起了“膜”術(shù)師的時(shí)代之夢(mèng)。而這背后，是高從堦和研發(fā)團隊無(wú)數次的嘗試與努力。
研發(fā)：匯聚一群著(zhù)“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(xiě)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(zhù)了‘膜’的人。”楊波笑稱(chēng)，“沒(méi)有這股專(zhuān)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(shù)領(lǐng)域，退休卸任后繼續發(fā)光發(fā)熱擔任首席顧問(wèn)，仍然是和這張膜打交道。三十二年“膜”一劍，個(gè)中甘苦誰(shuí)人知？
“就拿制圖來(lái)說(shuō)吧，那時(shí)候沒(méi)有電腦，都是手工制圖。領(lǐng)導說(shuō)‘這個(gè)思路行不通，調個(gè)頭吧’，我們就得整張圖紙重新畫(huà)。哪像現在這樣，復制粘貼一下就解決了。”楊波回憶說(shuō)，后來(lái)數字化工具的應用帶來(lái)了越來(lái)越多的便利，但他們卻并沒(méi)有覺(jué)得輕松，因為“野心也越來(lái)越大，總想完成更多的工作，實(shí)現更高的目標”。
杭州水處理研發(fā)團隊在高從堦、楊波和現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)節能減排與資源化等重大戰略需求，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略性新興產(chǎn)業(yè)，開(kāi)展了一系列膜產(chǎn)品、膜裝備、膜法水處理技術(shù)等研究開(kāi)發(fā)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(shù)解決方案。這些工作也為項目成功開(kāi)發(fā)奠定了堅實(shí)基礎。
研發(fā)過(guò)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(shí)現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?；瘧?。
用合作伙伴的話(huà)說(shuō)，彼此都是一群著(zhù)了“膜”的人。
應用：催開(kāi)一株有“膜”力的花
“我國的膜技術(shù)和產(chǎn)品，從一開(kāi)始就是為解決問(wèn)題而生。正如習近平總書(shū)記所說(shuō)，科技攻關(guān)要堅持問(wèn)題導向，奔著(zhù)最緊急、最緊迫的問(wèn)題去。”楊波說(shuō)。
杭州水處理在膜技術(shù)和產(chǎn)品的推廣應用方面一直不遺余力。一方面解決水安全問(wèn)題，另一方面推動(dòng)高耗水、高排放、高污染行業(yè)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(guān)鍵技術(shù)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(chǎn)化關(guān)鍵技術(shù)與裝備應用等方面進(jìn)行創(chuàng )新，在國內外建立一批大型、超大型膜法海水淡化示范工程，催開(kāi)了一株有“膜”力的應用之花，香飄海內外。
應用該新型膜法水處理技術(shù)，杭州水處理已建成目前國內最大的膜法水處理系統——浙石化25萬(wàn)噸/日海水淡化系統，單機規?？蛇_到3.5萬(wàn)噸/日。同時(shí)，項目成果還成功走出國門(mén)，走向海外特別是“一帶一路”沿線(xiàn)國家。2023年2月，杭州水處理簽約阿爾及利亞30萬(wàn)噸/日海水淡化項目。這是由中國企業(yè)進(jìn)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(wàn)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。應用項目成果建設的山東某新材料企業(yè)2萬(wàn)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建設的廢水資源化分鹽項目，通過(guò)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(shí)現園區廢水零排放和高值化資源循環(huán)，助力企業(yè)年盈利3000萬(wàn)元。
“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(shù)。我們一直不斷擴大技術(shù)應用場(chǎng)景，目前實(shí)現了海產(chǎn)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。”楊波笑著(zhù)說(shuō)，“道高一尺，‘膜’高一丈。消除淡水‘盲點(diǎn)’，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。