打破“膜”咒，释放更多中国“膜”力

　　编者按：新材料产业是支撑我国经济发展和产业结构转型升级的基础性、先导性、战略性产业。近年来，我国新材料产业发展不断加快。“十四五”时期，新材料的发展更是被提上了日程。为此，本报推出系列报道，带你走近新材料，了解它们的技术发展，展望它们的产业前景。

　　这两天，江苏久吾高科技股份有限公司项目经理柯振宇，正蹲在南通能达水务有限公司进行技术优化。经由一道道膜的过滤，制浆、造纸废水里滤出盐酸和烧碱……

　　这些废水，来自江苏王子制纸公司（以下简称王子制纸）。9年前，也是在这里，时任江苏省省长助理兼科技厅厅长的徐南平，带领团队用膜技术，帮王子制纸化解了危机、顺利开工。如今，这里每天过滤浓缩的制浆尾水达3.2万吨，造纸尾水的日处理量约达1万吨。

　　“十三五”以来，我国膜产业总产值的年均增速在15%左右；2019年，我国膜产业总产值已达2773亿元，较“十二五”末翻了一番。

　　“除了水处理，我国膜产品大量应用于制药、食品等行业，也出口到东南亚、德国、美国等地区或国家。”南京工业大学膜科学技术研究所、国家特种分离膜工程技术研究中心教授范益群告诉记者。

　　膜技术可实现分子级过滤

　　水资源短缺和水环境污染是全球面临的两个重大环境问题。作为一种新兴高效的分离技术，膜分离技术利用特殊材料的膜，外加动力，可以分离水中的小分子、固体颗粒等物质。这种技术兼有分离、浓缩、纯化等功能，而且高效、节能、环保，能实现分子级过滤，过滤过程简单、易操作、能耗低、效率高。

　　“近年来，高性能膜材料技术快速发展，污水处理厂、家用净水器都广泛地使用了膜技术，随着技术不断进步，成本也在快速下降。”与膜材料打了半辈子交道的范益群，对中国膜材料的发展如数家珍。他说，膜材料根据应用领域可以分为水处理膜、气体分离膜、离子交换膜、特种分离膜。其中水处理膜又可根据孔径和功能，分为超滤膜、微滤膜、纳滤膜、反渗透膜等。

　　范益群介绍，超滤膜的孔径一般在0.1微米以下，可以过滤水中的细菌、病毒、胶体、大分子，可以用在食品加工业中，例如，过滤、拦截豆制品加工后液体中的大豆蛋白。微滤膜的孔径大多在0.1微米以上，多用来处理水中的悬浮物，降低水体的浊度，还可以过滤水中的细菌，一般在河道的净化中多有使用。纳滤膜顾名思义，膜内的过滤孔径可以达到0.002微米，除了可以过滤水中的腐殖酸、农药化肥残留等大分子物质，还能过滤钙镁离子，软化水体，但又可以保留一部分矿物质。

　　过滤孔径最小的是反渗透膜。“反渗透膜孔径非常小，只有水分子可以透过。它利用膜两侧的静压差作为推动力，实现液体混合物的分离，广泛应用于海水淡化以及高纯水生产中。”范益群说。

　　多个领域都离不开这张膜

　　目前，在海水淡化、工业废水处理、工业用水处理、市政污水再生处理、市政自来水提质改造、家用净水器市场等领域，膜技术大显身手。

　　该技术的应用，曾一度为王子制纸一项陷入绝境的大项目力挽狂澜。

　　2012年，王子制纸打算在江苏启东修建一条制浆废水排海管道，消息传开后，世代以渔业为生的启东老百姓，开始担心造纸制浆废水会影响生态和近海渔业养殖。

　　关键时刻，中国工程院院士、中国膜科学973项目首席科学家徐南平主动请缨，带领南京工业大学膜科学研究所的40多位研发人员，开始攻克造纸制浆废水“零排放”的世界性难题，提出了成套设计工艺，打消了民众顾虑，帮助地方与企业走出了困局。