中国工程院院士高从堦50余年研究海水淡化——
创新“膜”法，向海洋要淡水(讲述·一辈子一件事)
人物小传
高从堦，1942年生，山东青岛人，中国工程院院士、浙江工业大学膜分离与水处理协同创新中心主任。长期从事海水综合利用及膜分离领域的研究与开发工作，是我国膜分离技术领域的著名专家和反渗透膜工程技术领域的开拓者之一。曾两次获得国家科技进步奖一等奖，获得何梁何利科技进步奖、浙江省科技重大贡献奖、10多项省部级科技进步奖。
翻开中国海水淡化技术的发展史，高从堦的名字位列其中。在国内最先筹建“中空纤维反渗透膜”的研制项目整套设施，促使国外相关产品降价30%；建成国内首条反渗透复合膜生产线，实现反渗透膜国产化，打破国外垄断；成功研制海水淡化工程应用的反渗透组件，解决海岛居民饮用水难题……如今，耄耋之年的高从堦仍活跃在膜技术研发的第一线。
迎难而上，“从0到1”攻克海水淡化难题
高从堦与膜技术故事的开端，要追溯到上世纪60年代。那个时候，为解决沿海地区水资源短缺问题，我国开始在海水淡化领域进行探索。
早期，海水淡化主要采用蒸馏法，但成本很高，不具备推广价值。1967年，国家海洋局受原国家科委委托，组织全国范围内的科研力量，在北京、青岛和上海三地开启海水淡化研究。刚毕业两年、就职于国家海洋局第一海洋研究所的高从堦，被抽调到青岛，参与反渗透膜的研究与开发。
“为找到项目所需的高压泵，我们跑了全国很多工厂，最后是在上海的一家小型泵厂找到能用得上的型号。”高从堦回忆，当时物资匮乏，试验样机也是东拼西凑而来。比如，试验所用的聚氯乙烯烧结多孔板、用环氧树脂和玻璃纤维压制出的承压板等器材，都是实验室人员自己动手制作的。
可喜的是，仅耗时一年多，科研团队便成功研制出醋酸纤维不对称反渗透膜，脱盐率可达96%以上，实现我国海水淡化反渗透膜从无到有的跨越。
后来，我国第一个海水淡化研究室在浙江杭州组建。高从堦从青岛来到杭州，继续从事海水淡化相关研究。
1974年，高从堦被推荐为“中空纤维反渗透膜和组器研究”课题的负责人。“当时我带领只有3个人的课题组，因陋就简地建起中空纤维抽丝实验室。”高从堦说，他们决定开展三醋酸纤维素(CTA)中空纤维形成的热致相分离研究，这在我国尚属首次。
这一干就是9年。“我们克服资料少、原材料和设备短缺等困难，逐步筹建了从小试、中试到批量制备的整套设施。”高从堦回忆，通过一次次试验和测试，就在1983年，CTA中空纤维反渗透膜及组器研制相关成果通过了国家海洋局和浙江省科委联合组织的鉴定。该项成果具有操作压力低、透水量大等优点，可广泛地应用于纯水制备和苦咸水淡化，售价仅为国外相似产品的1/3左右，此后迫使国外企业将同类产品价格降低30%到50%。
1990年，高从堦团队成功解决了大型中盐度苦咸水脱盐组件的制膜技术和粘结密封等重要关键技术。1997年，在浙江舟山嵊山岛建成我国第一个自主设计制造的500吨/日反渗透海水淡化项目。2000年，我国第一座1000吨/日海水淡化设备研制成功并投入使用……“向海洋要淡水”从理论变成现实。
不断攀登，见证中国膜分离产业从无到有、从有到优的发展历程
高从堦大学时主修的外语是俄语，仅在最后一个学年听过英语课，这样的英语基础不足以阅读英文文献。为了更好地参与科研，高从堦暗下决心要提高英语水平。
1972年，他花了近一个月的工资，买了一台收音机用来学习英语。经过一段时间努力，他可以准确高效地阅读英文文献。然而，他并不满足，又学习了日语。经他翻译的多篇日本反渗透膜研究领域的第一手资料，为我国的膜技术研究提供了有价值的前沿信息。
1982年2月，高从堦参与了一次为期2年的出国学习。在此期间，他与导师一起，在国际上首次采用离子交联复合法、功能团等当量反应法和孔径热保护法制备多种复合膜，最终发表两篇有关荷电膜研究的科研论文。
高从堦回国后，他带领团队研制出国内第一张芳香族聚酰胺反渗透复合膜，填补国内空白；在国内最先建成芳香族聚酰胺反渗透复合膜生产线，初步实现反渗透复合膜的产业化；在国内首次实现活性染料脱盐纯化提级的工业应用……
当被问及如何做科研，高从堦告诉年轻人：“做科研不能只知埋头苦干，更要学会抬头看世界前沿。”
他讲起自己早年的经历，“1974年，我开始带团队独立做科研项目，那时候没经验，找到一个方向就闷头往前冲，但研究了近一年，便决定放弃。”原因是与国内其他研究团队“撞题”。
“相同的科研项目，别的团队有三四十名科研人员参与，我们只是几个人的小团队，强行推动项目，是对科研资源的浪费。”高从堦转换赛道，转而开展CTA相关研究。这次的及时转型，推动我国在上世纪80年代拥有了自主研发、自主设计、自主生产的中空纤维反渗透膜。
50余年的科研生涯，高从堦见证了中国膜分离产业从无到有、从有到优的发展历程。据统计，2023年，中国膜企业总数达2000多家，膜工业总产值约4384亿元，占全球膜工业总产值的30%左右。在大规模应用方面，我国的膜分离技术基本达到世界先进水平，是全球最大的分离膜生产国之一。
坚守一线，不断推动膜技术应用场景拓展
在浙江工业大学莫干山校区，高从堦团队成员、浙江工业大学化学工程学院实验师徐燕青正在开展耐溶剂纳滤膜的工业化放大实验。年逾八十的高从堦观看片刻后，指着已经颇具规模的长卷膜材料给出建议：“膜材料的工业化放大应用，除了膜材料本身的耐溶剂特性，还要考虑其他组件和粘胶的耐溶剂特性，这是一项系统性工程。”
在高从堦等专家的指导下，浙江工业大学凭借“新型膜法水处理关键技术及应用”项目获得2023年度国家科技进步奖一等奖。该新型膜法处理技术，取得了海水淡化、超纯水制备、医药纯化、核沾染水处理等多项关键技术突破。
令高从堦的学生周勇敬佩的是，高从堦现在仍坚持每天阅读膜技术领域最新外文文献，遇到有启发意义的，他会写上自己的思考后分享给大家，为科研工作打开新视野。
虽然科研工作非常忙碌，每逢接到高校讲座或学术研讨的邀请，高从堦都欣然前往，“如果我们这一辈人的经验能给予青年一些启发，那再好不过了。”
“洁净厂房用的空气净化器、医院用的血液透析仪、太阳能面板等产品都有膜技术应用。”高从堦介绍，社会的进步和产业的发展都需要膜技术，除了广泛用于海水和苦咸水淡化、饮用水净化的液体分离膜外，还有气体分离膜、特种分离膜、新能源膜和医用膜等种类，现已基本实现国产化，并应用于各行各业。
随着膜技术在其他领域的应用不断拓展，未来科研人员大有可为。高从堦期待更多的科研人员勇于尝试、不断探索，共同推动中国膜技术继续取得新突破。
本报记者 顾 春 《人民日报》(2025年04月03日 第 06 版)