江苏王子制纸有限公司(鑫达银业银杯价格)

大家好，我是讯享网，大家多多关注。

◎科技日报记者金锋

编辑评论/注释

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，中国新材料产业发展不断加快。“十四五”期间，新材料的发展被提上日程。为此，科技日报推出系列报道，带您走近新材料，了解其技术发展，展望其产业前景。

这两天，江苏九五高科技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。经过一系列的膜过滤，盐酸和烧碱从制浆造纸废水中过滤出来…

废水来自江苏王子纸业公司(以下简称王子纸业公司)。9年前，也是在这里，时任江苏省省长助理、科技厅厅长的徐南平带领团队，利用膜技术帮助王子造纸化解危机，顺利开工建设。如今，这里制浆尾水日过滤浓缩达到3.2万吨，造纸尾水日处理能力达到1万吨左右。

观众参观“膜技术污水处理器”。视觉中国供图参观者参观“膜技术污水处理厂”。视觉中国供图

十三五以来，我国膜工业总产值年均增速在15%左右；2019年，我国膜行业总产值已达2773亿元，比“十二五”末翻了一番。

“除水处理外，我国膜产品广泛应用于制药、食品等行业，还出口东南亚、德国、美国等地区或国家。”南京工业大学膜科学与技术研究院、国家特种分离膜工程技术研究中心教授樊依群告诉记者。

膜技术可实现分子级过滤

水资源短缺和水污染是世界面临的两大环境问题。膜分离技术是一种新型高效的分离技术，它利用特殊材料的膜和外部动力来分离水中的小分子、固体颗粒等物质。该技术具有分离、浓缩、纯化等功能。，高效、节能、环保。它可以实现分子过滤，过滤过程简单、易操作、能耗低、效率高。

“近年来，高性能膜材料技术发展迅速，膜技术已广泛应用于污水处理厂和家用净水器。随着技术的不断进步，成本也在快速下降。”樊依群半辈子都在和膜材料打交道，为我国膜材料的发展做出了巨大贡献。他说，膜材料按应用领域可分为水处理膜、气体分离膜、离子交换膜和特种分离膜。中水处理膜按孔径大小和功能可分为超滤膜、微滤膜、纳滤膜和反渗透膜。

据樊依群介绍，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、大分子等。它可用于食品加工业，例如，过滤和截留豆制品加工液中的大豆蛋白。微滤膜的孔径大多在0.1微米以上，多用于处理水中的悬浮物，降低水的浊度，过滤水中的细菌。通常，微滤膜被广泛用于河流净化。纳滤膜，顾名思义，孔径为0.002微米，既能过滤水中的腐植酸、农药、化肥残留等大分子物质，又能过滤钙镁离子软化水质，还能保留部分矿物质。

孔径最小的是反渗透膜。“反渗透膜的孔径很小，只有水分子能透过。它利用膜两侧的静压差作为分离液体混合物的驱动力，广泛应用于海水淡化和高纯水生产中。”范依群说。

多个领域都离不开这张膜

目前，膜技术正在海水淡化、工业废水处理、工业水处理、城市污水再生处理、城市自来水升级、家用净水器市场等领域发挥重要作用。

这项技术的应用，一度为王子纸业这个处于绝境的大项目扭转了局面。

2012年，王子纸业计划在江苏启东建设制浆废水排放管道。消息传开后，世代以捕鱼为生的启东人开始担心造纸制浆废水会影响生态和近海捕鱼。

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40多名R&D人员，开始攻克造纸制浆废水“零排放”这一世界性难题，提出了一整套设计工艺，打消了人们的顾虑，帮助地方和企业走出了困境。

在过去的九年里，研究团队再次升级了技术。柯振宇告诉科技日报记者:“以前制浆尾水过滤沉淀出来的盐中有大量杂质，甚至还有一些腐蚀性的固体废弃物。在本次技改过程中，反渗透产生的浓盐水被分离成高氯化钠浓盐水和高硫酸钠浓盐水，然后高氯化钠浓盐水经过新增的膜电解单元，制成低浓度酸碱水用于生产，可替代部分外购化学品。高硫酸钠浓盐水进入蒸发结晶系统后，生产出工业级硫酸钠，可作为产品销售。”目前他们正在做项目的试生产运营，预计今年下半年建成投产。

除了废水处理，以膜技术为核心的水处理新技术成为改善水环境的利器。

2019年，深圳市盐田区建成了深圳首个自来水直饮示范区。采用臭氧活性炭、超滤膜等深度处理工艺，提高出厂水水质，实现自来水直饮全覆盖。

重要的是，包括芯片在内的精密电子器件的生产也离不开膜技术。“目前芯片的集成度要求越来越高，要求晶体管之间不能有离子，以保证器件之间不会产生电磁干扰。这些晶体管的生产制造都需要用超纯水清洗，以保证芯片性能稳定。膜技术为超纯水的制备提供了强有力的支持。”范依群说。

加强原始创新能力应对挑战

目前，我国膜行业仍需突破产品种类少、应用领域窄的局限。如膜产品主要集中在水处理领域，占膜市场的85%。用于医药、能源、物质分离的专用功能膜产品种类较少。“膜产品处于产业链的顶端，膜材料成为膜产品向高端发展的瓶颈。因此，必须加强基础研究，加强原始创新，加大关键技术的研发力度。”中国膜工业协会理事长郑根江告诉记者。

膜材料原始创新能力弱是目前中国膜工业面临的挑战之一。郑根江指出，这主要表现在三个方面:一是制膜所用的化工原料要求高，一般的化工原料难以满足制膜的要求，需要进行大量的优化和改性研究。第二，成膜机理、成膜配方、成膜工艺、成膜设备四大关键技术相互支撑、高度密切、相互匹配，需要系统创新。第三，由于膜的应用场景不同，每种膜的配方、结构、制造工艺和性能要求也不同。制膜设备和技术针对性强，技术难度大，这些膜核心技术的原始创新亟待加强。比如一些高端的膜产品，比如氢燃料电池的质子交换膜，太阳能光伏背板膜等。、高性能医用膜和高精度分离膜，关键设备国产化率低，部分关键设备仍需进口。

郑根江建议，以发展先进装备制造业为目标，围绕重大共性关键技术和膜装备绿色、高效、智能制造开展系统研发，加强机械装备模块化、智能化、机电一体化和通用化、标准化、集成化。“还需要开发更多高端产品，如可用于物料精确分离的超滤膜和纳滤膜，以及在极端工作条件下应用的耐高温高压抗污染膜。”

“十四五”膜产业总值或达5000亿元

2019年膜工业总产值主要由膜及膜材料、膜设备、膜工程及膜配套设备、膜贸易及服务构成。其中，膜工程及膜配套设备占中国膜工业总产值的27%；膜板产值占26%；膜及膜材料产值占15%。这意味着膜和膜材料的增长空比较大。

“随着膜技术的发展，膜的原料层出不穷。从几元一公斤的PVC到几百元一公斤的聚四氟乙烯，从粉煤灰到高纯氧化铝，不同原料制成的膜有不同的应用场景，大家也在尝试一些新材料，比如陶瓷膜。”范依群说。

“然而，原材料的生产和制造过程越复杂，成本就越昂贵.”樊依群举例说，去除氧化铝杂质的成本很高。纯度为99%的氧化铝市场价格约为每吨1万元，而纯度为99.95%的氧化铝价格高达每吨100万元。

“此外，原材料的均匀性和重复性，生产过程的控制精度和水平，生产中监测仪器的精度和灵敏度，都将决定膜的质量。”樊依群说，在大规模的电影制作中，电影的表面不应该有任何缺陷。几十平米的膜，只要有一个头发丝粗细的孔，过滤时就会让杂质漏进去；在制作过程中，如果灰尘不小心落在胶片上，也可能在胶片上留下一个洞；这些都会影响过滤效率。

面对“十五”计划，郑根江对中国的膜工业充满信心。他说:“近年来，全球膜市场需求增长迅速。2018年，全球膜及膜设备总产值达950亿美元。未来几年，随着科技水平、产品质量、工程技术水平和国际市场运作能力的不断提高，中国膜工业将迅速融入全球市场，国际市场份额将大幅提升。”

郑根江对未来充满期待。据他分析，2025年中国膜行业总产值将达到5000-6000亿元。其中，工业废水循环利用、城市污水回用、城市自来水升级、医用膜和家用净水器市场的产值将占据较大的市场份额。“电影行业还将通过关键共性技术带动3D打印、医学、光学、能源等领域的发展。”郑根江说。

编辑:黄磊

审核:岳亮