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■高從階(前排右四)受高中老師影響,從此踏上化工路。圖為其高中合影。
「我們研究的膜是一種具有選擇性分離作用的材料。」高從階通俗地解釋:我們身體裡就有很多膜,腎小球、肺泡都是通過膜的分離作用來過濾尿液和氧氣。膜技術可以用於製造人工腎等醫療領域、污水治理、純淨水提純等方面,而高從階主要從事的則是利用膜法進行海水淡化的研究。
所謂膜法,即是利用反滲透技術,把經過處理的海水通過一種高分子材料膜,通過施加高壓過濾出淡水。「同此前普遍使用的蒸餾法相比,膜技術在成本上是很佔優勢的。」高院士介紹,蒸餾法的成本高、投資大,但工藝成熟,得到的淡化水水質好;後者投資小、佔地少、能耗低,但工藝複雜,水質相對差一些。但近幾年在國際市場招標中,反滲透法以投資小、能耗低、成本低、建造周期短等優勢逐步佔據上風。目前在中國沿海的山東長島、浙江舟山等島嶼的居民用水以及部分工業用水基本上都利用膜技術淡化後的海水。目前中國海水淡化生產規模在每天20萬噸水左右,價格在每噸4到5元左右,比普通水貴出一倍多。
料技術提高 成本降低
不過,高院士表示,隨著自來水價格機制的調整和海水淡化技術的提高,海水淡化的單位成本實際上很具競爭力。「海水淡化不應僅僅算一筆經濟賬,更應該著眼長遠算一筆資源戰略賬。」據悉,早在上世紀中葉,美國專設鹽水局來推進水資源和脫鹽技術進步,日本也成立了造水促進中心,推動海水淡化發展。截止2007年,全球海水淡化日產量為3,750萬噸左右,其中80%用於飲用水,解決了1億多人的供水問題。過去,中東及海灣地區樹立了榜樣,最近幾年,澳洲、非洲、西歐、日本等也加快了步伐。高從階估計在膜法淡化海水領域,中國同國外最高技術水平還存在約5年的差距。
產業發展 臨諸多瓶頸
「我國海水淡化作為一個產業發展還存在諸多瓶頸」,高從階指出,具有自主知識產權的關鍵技術少、缺乏政策法規引導以及水資源開發利用市場機制不完善等,都一直制約著海水淡化產業發展。目前內地自主研製的反滲透膜脫鹽率僅為99.3%,而國外已達99.8%;而海水淡化中最核心的膜,中國一直依賴進口,每年花掉上億外匯。在裝置規模方面,中國仍停留在萬噸級水平,而國外最大的達到日產33萬噸。
為提高中國膜技術水平,高從階正帶領團隊進行攻關,「目前我帶領的實驗室正在研究一種海水淡化複合膜,就是把一層不脫鹽但強度高的膜和另一層脫鹽但強度不高的膜複合起來。這種膜的性能遠高於目前我們使用的反滲透膜,它的產水率、壽命都有所提高。」
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