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兩獲國家科技進步一等獎，一張薄薄的膜，能帶來多少變化？

文章來源：賢集網(wǎng) 更新時間：2024-07-02 15:27:13

全國科技大會、國家科學(xué)技術(shù)獎勵大會和中國科學(xué)院第二十一次院士大會、中國工程院第十七次院士大會24日上午在人民大會堂隆重召開。

浙江工業(yè)大學(xué)憑借“新型膜法水處理關(guān)鍵技術(shù)及應(yīng)用”項目獲得2023年度國家科技進步獎一等獎，這也是浙江首次由雙非高校主持完成的一等獎。

記者注意到，在該項目的十余位主要完成人里，侯立安、高從堦、鄭裕國3位院士名列其中。他們面向國家重大戰(zhàn)略需求，推動膜領(lǐng)域真正“頂天立地”，實現(xiàn)國產(chǎn)自主可控。

而這些豐厚科研成果背后，還有著一段段珍貴的故事。

什么是新型膜法水處理？

早在2022年1月1日，錢江晚報《成長讀本》推出的“科學(xué)大家面對面”專訪欄目，首期采訪了浙江工業(yè)大學(xué)高從堦院士，以《科學(xué)大家面對面 | 跟著中國工程院院士高從堦來了解——神奇“膜”術(shù)》為題，報道高從堦院士的科研和成長故事。

這位今年82歲的科學(xué)家，是我國膜技術(shù)領(lǐng)域的泰斗級人物，多次獲得國家及省部級獎勵，1995年當選為中國工程院院士。過去的半個世紀中，他見證了我國膜技術(shù)從無到有、向世界先進水平邁進的歷程。

一張薄薄的膜，能帶來多少變化？

“膜是能起到分離和轉(zhuǎn)化功能的一個薄層。從海水淡化、污水凈化、廢氣過濾，到人工肝、人工腎……都離不開這層薄膜。從海水淡化到人工腎，高性能膜材料在社會經(jīng)濟發(fā)展的許多領(lǐng)域都扮演著戰(zhàn)略性角色。掌握膜技術(shù)，事關(guān)未來發(fā)展大計。”高從堦用自己50余年的不懈奮斗做出生動解答。

我國的膜技術(shù)是從海水淡化領(lǐng)域起步的。把海水變?yōu)楦嗜瑐鹘y(tǒng)的蒸餾法耗費巨大。20世紀60年代，美國率先實現(xiàn)了用反滲透膜脫除海水鹽分，成本低、更便捷，在軍事和民用領(lǐng)域都展現(xiàn)出巨大實用意義。

“中國也要有！”包括高從堦的老師在內(nèi)，我國不少科學(xué)家開始了早期實驗探索。

1967年，大學(xué)畢業(yè)剛兩年的高從堦參加了全國海水淡化會戰(zhàn)。全國多家科研機構(gòu)、各領(lǐng)域的科技專家齊集于北京、上海和山東埋頭苦干，自主取得了膜法海水淡化的多個突破。這場會戰(zhàn)給年輕的高從堦留下了深刻的印象，從那時起，他就始終沒有離開過膜技術(shù)科研一線。

“青年人做科研、做學(xué)問，一定要創(chuàng)新！”高從堦說，自主創(chuàng)新是他始終不變的追求。

海水淡化會戰(zhàn)主力轉(zhuǎn)到杭州后，于1974年高從堦領(lǐng)導(dǎo)的課題組從只有4個人開始，在充分分析國外既有研發(fā)經(jīng)驗的利弊后，他堅定嘗試自己的設(shè)想，與同事們一起，用8年時間解決了原料、配方和工藝條件等一系列關(guān)鍵技術(shù)。中國自己的“中空纖維反滲透膜”橫空出世。

1997年，高從堦團隊在“九五”攻關(guān)的基礎(chǔ)上，通過國際合作，建成了國內(nèi)第一條反滲透復(fù)合膜生產(chǎn)線，成功實現(xiàn)反滲透復(fù)合膜的國產(chǎn)化，打破了國外產(chǎn)品價格壁壘和壟斷地位，使進口膜價格大大降低。“這是我們中國人通過自己的努力，滿足了國家訴求。”

兩年前那次采訪，與高從堦的交談中，他多次圍繞“創(chuàng)新”。他說：“目前，我國膜產(chǎn)業(yè)在大規(guī)模應(yīng)用方面仍與世界國家有距離。從跟跑到領(lǐng)跑，我們要注重創(chuàng)新。”

為何會走上和“膜”有關(guān)的科研之路？高從堦曾對潮新聞記者說：“我很慶幸，求學(xué)期間遇到了很多好老師，他們給我的幫助非常大。比如，高中的化學(xué)老師，會帶著我們從某種植物根部提取出一種膠體，大家動手在大鍋里面熬，最后成功的時候別提多有趣了，還鍛煉了動手能力。比如，我大學(xué)的系主任，在1963年就開始做海水淡化了，所以我現(xiàn)在做的事情，只是在前人的基礎(chǔ)上繼續(xù)開拓。現(xiàn)在有人說我是什么奠基人，我不是，我的老師們才是，我只能算是一位后繼開拓者。”

六個字的獲獎密碼

長布局，高起點。

獲獎背后的密碼就藏在這六個字里。采訪過程中，記者感受到有組織科研對高水平科技自立自強的推動作用。當這種科研項目來自一所雙非（指非“雙一流”）高校，就尤其顯得難得。

事實上，在歷年獲獎項目中，由雙非高校主持完成的一等獎項目都稱得上是極少數(shù)。

回到本世紀初，浙江科技面臨“先天不足”和“成長的煩惱”。

創(chuàng)新，起源于浙江工業(yè)大學(xué)10余年前面向國家重大需求超前的布局。2013年，浙江工業(yè)大學(xué)牽頭組建了浙工大膜分離與水處理協(xié)同創(chuàng)新中心，給予中心“特區(qū)”政策保障，全力開展有組織創(chuàng)新，2014年中心被浙江省認定為第三批協(xié)同創(chuàng)新中心。由于協(xié)同創(chuàng)新中心突破了科研的體制壁壘，吸引天南海北的高校院所企業(yè)團隊源源不斷加入。

高從堦回憶說，得益于省教育廳、省科技廳和學(xué)校的大力支持，侯立安院士與自己及鄭裕國院士組織浙工大、浙大、杭州水處理中心等優(yōu)勢成員單位和團隊，聚焦了我國沿海石化、生物醫(yī)藥、芯片制程、核能利用等多領(lǐng)域膜法水處理的重大需求開展協(xié)同創(chuàng)新，研究成果應(yīng)用于天津膜天膜、杭州科百特等企業(yè)。

可以說，浙江工業(yè)大學(xué)牽頭組織全國優(yōu)勢科研力量，開展“十年磨一劍”的協(xié)同攻關(guān)，為搶進膜水法快車道搶占了先機，也為今天的一等獎奠定了重要基礎(chǔ)。團隊一致認為，項目的成功得益于我們國家對科技創(chuàng)新驅(qū)動發(fā)展方面持續(xù)不斷地重視與投入，得益于浙江先進的產(chǎn)學(xué)研體系，得益于浙江工業(yè)大學(xué)鼓勵創(chuàng)新、鼓勵轉(zhuǎn)化的氛圍。

10多年以來，浙江工業(yè)大學(xué)膜分離與水處理協(xié)同創(chuàng)新中心團隊授權(quán)的發(fā)明專利里，近半實現(xiàn)了轉(zhuǎn)化或轉(zhuǎn)讓。團隊也孵化了一批專業(yè)從事膜技術(shù)研究開發(fā)、生產(chǎn)制造和工程應(yīng)用的企業(yè)，僅杭州地區(qū)就有20多家，杭州由此發(fā)展成為全國領(lǐng)先的膜產(chǎn)業(yè)發(fā)展集聚區(qū)。

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，他們在膜技術(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)用等方面進行了創(chuàng)新，在國內(nèi)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(yīng)用之花，香飄海內(nèi)外。

據(jù)楊波介紹，應(yīng)用該新型膜法水處理技術(shù)，杭州水處理建成目前國內(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?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。如應(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；再如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。

“你知道嗎，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。”

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