高从堦-专家介绍-《中国科技投资》杂志社
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高从堦

2013-9-13 11:07| 发布者: zgkjtzwz| 查看: 12248| 评论: 0

摘要: 高从堦,1942年11月生于山东即墨,中共党员。1965年毕业于山东海洋学院海洋化学系,1982年-1984年赴加拿大滑铁卢大学进修。1993年获国家有突出贡献的中青年专家称号,1995年5月评选为中国工程院院士。现任国家海洋局 ...

高从堦,1942年11月生于山东即墨,中共党员。1965年毕业于山东海洋学院海洋化学系,1982年-1984年赴加拿大滑铁卢大学进修。1993年获国家有突出贡献的中青年专家称号,1995年5月评选为中国工程院院士。现任国家海洋局杭州水处理技术开发中心膜与膜过程实验室主任、研究员、博士研究生导师,兼任中国海水淡化与水再利用学会理事长,浙江省膜学会秘书长,国际《脱盐和水再利用》杂志编委。2002年被聘为中国海洋大学双聘院士,中国海洋大学化学化工学院名誉院长。


高从堦:纵览全球发展态势解析海水淡化60年
 
访中国工程院院士、中国海洋大学教授高从堦
 
 
文/本刊记者 朱琳   2012年第31期
 
 
科技部和国家发改委联合下发的《海水淡化科技发展“十二五”专项规划》中,详细介绍了世界海水淡化发展的分布格局、呈现出的新趋势以及我国海水淡化科技发展取得的重要成果。在海水淡化需求的巨大推动和科技的有力支撑下,《规划》得出“全球海水淡化产业规模在未来较长时间内仍将处于快速增长期”的结论。高院士说,世界海水淡化科技正发生着日新月异的变化,现在的高速进步,得益于在60年的发展中打下的坚实的基础。接下来的采访中,高院士细说了海水淡化技术60年的发展历程。
 
 
高从堦,中国工程院院士,长期从事液体分离膜和水处理工程技术研究与开发工作,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。他先后主持完成了国家级和省部级重点科技项目10多个,获得国家科技进步一等奖(第1位)和10多项省部级科技成果奖。在40多年的分离膜和膜过程的研究开发方面,取得了丰厚的研究成果。目前仍在进行海水淡化与水处理,优先吸附与促进传递,正渗透,膜与(水)资源、环境、清洁生产和传统产业改造等方面的一些工作。
 
20世纪50年代,美国意识到水资源的重要战略意义,专设盐水局,30年内拨专款14亿美元研发新的脱盐技术,世界海水淡化技术的研究从那时候正式开始,逐渐被全世界重视。经过60年的发展,2011年全世界淡化水日产量约7190万立方米,解决了2亿多人口的供水和区域发展问题。近30年内,海水淡化成本降低了约三分之二,淡化水能耗降到3kWh/m3, 淡化水成本在0.5美元/m3左右,世界海水淡化工程额约50—100亿美元/年左右。
 
海水淡化的起步与发展
海水淡化自古以来就是人们的梦想之一:19世纪出现了浸没式蒸发器,但仅限于远洋船应急使用;第二次世界大战促进了脱盐技术的发展,但仍限于多效蒸馏、压汽蒸馏和多级闪蒸的设计;20世纪50年代,美国开始研发海水脱盐技术,1953年C.E.Reid建议美国内务部将反渗透研究列入国家计划;1954年电渗析实用化;1957年多级闪蒸问世;1960年反渗透膜获突破性进展;1975年低温多效商品化,1978年复合反渗透膜商品化;20世纪70年代,海水淡化主要使用的是Dupont公司生产的B—10组件,80年代日本东洋纺公司的三醋酸纤维素中空纤维组件也加入海水淡化阵列;1990年以后,最具发展潜力的是复合反渗透膜,随着膜性能的提高,价格的下降,高压泵和能量回收效率的提高,反渗透法成为投资最省、成本最低的海水淡化过程,而目前复合反渗透膜的研制生产仍然不断发展进步。
近些年,通过海水淡化工艺过程的持续开发,国际上一些重大技术出现创新性进展,海水淡化的产量飙长,世界上最大的MSF淡化厂规模达88万m3/d,最大的SWRO淡化厂规模在52多万m3/d,这一规模是相当壮观的。
海水淡化的两种基本方法—膜法与热法,都在理念、材料、技术、设备、工艺、集成和应用方面实现了重大的创新。
热法中的多级闪蒸,实现了单机容量扩大、软件使用系统最佳化、水电联产和热膜耦合等,材料使用上,高级奥氏不锈钢代替了镍基合金;热法中的低温多效,操作温度控制在60—70℃,使用较廉价的材料,进行塔式设计和混凝土外壳,采用热泵式及水电联产等,更加节能环保。
膜法中的反渗透膜的进步、膜组器技术的不断发展、关键设备的不断改进和工艺过程的持续开发等都是非常突出的。反渗透膜的进步:新的功能单体和膜材料,支撑膜的改进,制膜参数和后处理的精确控制,耐氯、耐热、耐污、耐化剂、有机纳米无机粒子的混合基质膜, 仿生膜……;膜元件持续提高改进:增加膜面积,增加膜叶数,改进膜密封,膜元件大型化……;关键设备的不断改进:主要有高压泵和能量回收装置效率的大幅度提高;工艺过程的持续开发:包括一级和高压一级海水淡化工艺、高效两段法、纳滤-反渗透工艺、新型预处理和后处理系统、集成工艺、大型化和过程优化、及清洁和可再生能源的应用等。
问到我国完全国产化的海水淡化万吨级以上工程运行情况,高院士说,黄骅沧东电厂是完全国产化的低温多效万吨级以上工程,日产水1.25万吨;浙江六横万吨级反渗透示范工程,主要设备大部分国产化;这两个工程运行维护和质量都是先进水平,在一定范围内适应发展要求,有一定技术标准,但是与发达国家相比,材料、加工和规模等都有差距。
高院士说,海水淡化技术的发展带动了材料、装备制造、自动化等的发展,因海水淡化发展起来的新型蒸发技术和各种膜技术促进了信息、电力、化工、生物工程、医药(疗)、冶金和环保等领域的技术进步,这些技术作为节能减排、清洁生产、提升传统产业及环境保护的重要手段之一,获取了显著的经济、社会和生态效益回报。
 
政策是发展的中流砥柱
发展海水淡化的总体思路是:坚持政府引导与市场驱动相结合,海水淡化处理与资源综合利用相结合,统筹规划、依靠科技、集聚发展、强化试点、完善政策、健全标准、加强监管,推动海水淡化产业又好又快发展,实现经济社会发展与生态环境保护双赢,为保障国家水资源安全作出贡献。
高院士说,政策是发展的保证,希望国家能够从以下方面对海水淡化产业进行管理、推动和实施。
第一,加强统筹管理,注重协调监督。成立国家海水利用协调领导小组和国家海水利用产业协会,制定行业标准、规范,指导行业健康发展。
第二,建立健全相关法规。制定《海水利用管理条例》,明确规定海水利用设施为水资源设施,将淡化水产品纳入城市公共供水体系管理,规定国家、地方补贴率,以扶持海水利用建设,保障沿海地区的用水安全。
第三,制定积极鼓励的产业政策。采取“政府引导、市场培育”方针,逐步向“市场化运作、企业化管理”过渡的发展模式,建立多元化、多渠道、多层次、稳定可靠的海水开发利用投入保障体系。
第四,实行优惠的财税政策。将淡化水纳入市政自来水管网,城市海水淡化设施及运营享受国家对公益性水利工程建设的优惠政策,对海水淡化水价给予适当补贴;海水淡化产业享受关于高新技术产业发展的优惠政策,免征海水淡化企业产品的增值税和固定资产投资方向调节税。
第五,知识产权政策。对“海水淡化和综合利用关键技术攻关”设立重大科技专项,鼓励具有自主知识产权的海水淡化和综合利用关键技术的研究开发,鼓励引进和消化吸收国外先进的海水淡化技术和工程经验,加快关键技术的国产化和产业化。
第六,培育海水淡化核心部件和设备制造企业及创新人才团队政策。通过技术创新联盟和产学研结合,加强以企业为主体的自主创新能力和创新体系建设;支持海水淡化产业基地和产业联盟建设,打造一批以先进装备制造业为主体的具有较强国际竞争力的海水淡化产业集群;建立示范工程和产业示范区,大力推动国产装备和技术的推广应用。
第七,建立海水淡化标准体系政策。从海水取水、预处理、反渗透进水、膜组器、能量回收装置、高压泵、低温多效蒸发器、蒸汽喷射器、产水、浓海水、后处理、到环境影响和再生能源等标准体系都应逐步建立;还要制定技术评估、投资估算、设备考核、成本核算、运行管理等一系列技术规范。
第八,加强国内和国际的合作,积极参与国际海水淡化有关项目的招投标和建设工作。
海水淡化发展的60年,是不断创新的60年:开发的蒸馏法和反渗透法已大规模应用,成本大幅度下降,经济和社会效益越来越显著;其他方法如冰冻法、电渗析法、电容法和正渗透法等也部分应用或展现应用潜力;发展的各种热法和膜法分离技术在促进循环经济、打造战略性新兴产业发展、改造传统产业、保护环境及提高人民生活水平等方面发挥越来越重要的作用。
水资源匮乏正日益影响着全球的社会和经济持续的发展与生态环境。海水淡化技术是解决当今水资源匮乏的重要手段之一,已成为社会共识。现在回头看,60年前“海水淡化”的提案是多么有远见。


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