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采访人员 。
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 。
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