膜分離技術是在20世紀初期出現(xiàn)，20世紀60年代后迅速崛起的一門新技術。由于其分離過程簡單、易于控制等特征，目前已廣泛應用于海水淡化、電力、信息、化工、食品、醫(yī)藥、生物、環(huán)保等領域，已成為當今分離科學中最重要的手段之一。近日，記者就海水淡化、綜合利用和膜分離技術等問題采訪了中國海洋大學高從堦院士。
高從堦院士長期從事功能膜及工程技術的研究和開發(fā)。近幾年，高從堦院士參加和主持了多項與水資源有關的活動，開展膜與水資源，環(huán)境生態(tài)和可持續(xù)發(fā)展的綜合研究。多次獲得國家及省部級獎勵，其“國產(chǎn)反滲透裝置及工程技術開發(fā)”獲1992年國家科技進步獎一等獎。發(fā)表學術論文和報告300余篇。合編著和合譯專業(yè)書刊四冊。
中國工程院院士高從堦接受中國網(wǎng)專訪
高從堦院士告訴記者，從國際范圍來看，海水淡化主要使用兩個方法，一個是熱法，一個是膜法，熱法是低溫多效的技術，由于它的經(jīng)濟性，所以目前此技術發(fā)展比較迅速。膜法相比熱法起步較晚，熱法是上個世紀40、50年代逐漸開始發(fā)展起來，膜法則是起步于上個世紀60、70年代。膜技術較大規(guī)模用在海水淡化產(chǎn)業(yè)中是自上個世紀80年代才開始的。
在采訪中，高從堦院士談到，我國的海水淡化技術目前接近于國際先進水平，也引起了國際上足夠的重視。但要達到國際領先水平還是遠遠不夠的。目前世界上每天淡化水產(chǎn)量是七千四百八十四萬噸左右，而中國每天海水淡化水的產(chǎn)量還不足七十萬噸。在科技研發(fā)、產(chǎn)品生產(chǎn)、工程建設等方面，我國暫時還沒有發(fā)達國家那么強的競爭力。
在國際上，海水淡化技術隨著水資源危機的加劇得到了快速發(fā)展，在已經(jīng)開發(fā)的十多種淡化技術中，蒸餾法、電滲析法、反滲透法都達到了工業(yè)規(guī)模化生產(chǎn)的水平，并在世界各地廣泛應用，膜分離技術在其中占據(jù)著不可替代的地位。據(jù)了解，現(xiàn)今世界上有十多個國家的一百多個科研機構在進行著海水淡化的研究，有一萬五千多個不同結構和不同容量的海水淡化設施在工作。一座現(xiàn)代化的大型的海水淡化廠，每天可以生產(chǎn)幾萬甚至百萬噸淡水，淡化水的成本也在不斷的降低。中國是人口大國，淡水資源嚴重缺乏的國家，發(fā)展海水淡化技術有利于我國解決水資源缺乏及促進社會和經(jīng)濟發(fā)展問題。高從堦院士告訴記者說：“在十二五期間，國家在海水淡化產(chǎn)業(yè)規(guī)劃中多有扶持項目，首先是發(fā)展高性能的膜材料和其組器技術，能量回收和高壓泵等關鍵設備，大型化低溫多效蒸發(fā)器和蒸汽噴射器制造技術，工程方面的水電聯(lián)產(chǎn)、大型海水淡化工程的設計和建設能力與示范等等。
談到海水淡化水的成本，高院士說：“假設自來水是三元一噸，海水淡化水大概在五元左右，看似海水淡化的成本要高于自來水，但如果國家政府能夠給予一定的補助和提倡大規(guī)模的應用，海水淡化的價格就不會像想象的那么高。”造成淡化水成本較高的主要原因是國家目前對于海水淡化產(chǎn)業(yè)的重視度還未達到南水北調等工程的程度，國家應出臺政策大力提倡海水淡化，與南水北調工程可為互補。
當記者問到膜分離技術在海水淡化產(chǎn)水的質量時，高從堦院士講，自上個世紀70年代初國外就出現(xiàn)了的海水淡化反滲透膜，以后性能逐年提高，現(xiàn)在海水淡化的脫鹽率已經(jīng)達到99.7%，甚至99.8%。所產(chǎn)飲用水的質量完全可達到國標中的106項標準。但是城市管道網(wǎng)都過于陳舊，淡化水經(jīng)過管道后輸入到各戶就不能夠保證其質量了。
當記者問到海水淡化能否實現(xiàn)大規(guī)模應用時，高從堦院士解釋講，之所以沒有大規(guī)模應用的原因，其一是國家目前以陸上淡水資源為主，其二淡化水的成本相對較高，其三是政策和法規(guī)的一些問題等；“十二、五”的目標要達到200-250萬噸/天，相信隨著海水淡化設備的改進和性能的提高，及集成工藝和過程優(yōu)化等，海水淡化大規(guī)模應用是會實現(xiàn)的。
對于海水淡化的大規(guī)模普及應用，高從堦講未來水資源的可持續(xù)發(fā)展離不開海水淡化以及膜分離技術的提高，他建議，國家應對膜分離給予充分的重視和投資，政府要提倡和引導淡化水的使用，對于水資源耗費量大的企業(yè)要限制淡水的使用量，在政策法規(guī)上要明確鼓勵用海水淡化水，對從事海水淡化的企業(yè)給予優(yōu)惠待遇和產(chǎn)業(yè)政策扶持，同時，加快科研平臺的建設和人員的培育，提高技術研發(fā)能力，加強企業(yè)競爭力，使得海水淡化產(chǎn)業(yè)健康快速地發(fā)展。
高從堦院士向記者介紹，海水淡化發(fā)展起來的膜分離技術，不僅有反滲透膜，還有微濾膜、超濾膜、納濾膜等。膜分離的優(yōu)點主要體現(xiàn)在：常溫下選擇性好，無化學變化，適應性強且能耗低。反滲透膜在80年代就已進入了廣泛應用的階段，除海水淡化外，還廣泛應用于制備飲用水、純水和超純水，苦咸水淡化和水再用，及各種物料的分離和濃縮等方面，在電力、信息、化工、醫(yī)藥、食品和環(huán)保等領域發(fā)揮了非常重要的作用，可以說現(xiàn)今大眾的日常生活已經(jīng)離不開膜技術了。
當前，膜分離在技術上已獲得了巨大的突破進展，但由于其還處于上升發(fā)展階段，還有許多工作要去做。21世紀的膜科學與技術將進一步完善已有的膜品種，探索新型的膜材料，改進和開發(fā)新工藝和新技術，并不斷擴大和開拓其應用領域，使膜技術在國民經(jīng)濟的各個領域發(fā)揮更顯著的作用。
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