湖南日报·新湖南客户端通讯员 周秋燕

如果海水淡化厂是一台巨型净水器，那么反渗透膜就是它的“心脏”。

这张薄如蝉翼、看起来像白色塑料纸的膜，能在高压下把海水里的盐分、细菌、病毒统统挡在外面，只让水分子通过。

过去几十年，这颗“心脏”中国一直造不好——高端膜90%依赖进口，价格、交货期、售后全看别人脸色。直到2025年1月，“高性能海水淡化膜材料湖南省工程研究中心”在湘江新区启动，局面开始松动。

成立仅一年多，该中心就交出了一份硬核成绩单：反渗透膜脱盐率超过99.8%，脱硼率达到95%，关键指标逼近国际顶尖水平。更难得的是，从原料到设备，从配方到工艺，全部实现了国产化。

这背后，是一群科研人员数百个日夜的“死磕”。

国产高端膜，曾经“差口气”

走进沁森高科展厅，一面专利墙格外醒目：144项知识产权，覆盖反渗透和纳滤膜全产业链。墙上有一行小字：“让中国膜服务世界。”

十年前，这句话还只是个愿望。那时国产膜“差口气”：脱硼率低，影响饮用水健康；抗污染性能差，运维成本高；批量一致性不足，这批行，下批“掉链子”，量产合格率低。

而市场却在飞速增长。全球海水淡化反渗透膜2024年规模达48.8亿元，年复合增长率5.1%。我国400多座城市缺水，海水淡化和高盐废水处理规模预计超700万吨/日，其中膜法处理占比超75%。而国家“双碳”与水资源安全战略已将海水淡化膜材料列为重点攻关方向，湖南省、湘江新区聚焦中部工业大省高盐废水治理需求，出台绿色制造、专精特新、科技创新专项政策。

高性能海水淡化膜材料湖南省工程研究中心的组建，既是响应国家战略，也是企业发展的必然。

沁森高科已深耕反渗透膜领域近二十年，2008年成立，2010年建成膜片自动生产线，2013年实现反渗透膜量产填补国内空白，2024年新基地投产，膜片年产能达2300万平方米——已具备向高端海水淡化膜发起冲锋的基础。但攻克核心技术，面前还横亘着几座“大山”。

“材料配方、结构设计和工艺控制三个维度都要突破。”该中心主任齐萨仁坦言。她是新加坡南洋理工大学博士、新加坡膜技术中心博士后，师从国际膜科学与工程领域顶尖学者。2022年，齐萨仁放弃海外优渥条件回国，加入沁森高科，主持过多项省市级重大科技项目，拥有17项授权发明专利，是湖南省创新领军人才。

“中心的使命，就是把‘能做’变成‘顶尖’，实现高端膜进口替代。”齐萨仁介绍，该中心总投资3000万元，由企业自筹。

实验室里死磕 脱盐率从99.5%到99.8%

截至目前，高性能海水淡化膜材料湖南省工程研究中心已申请专利5项，实现2种型号的高端海水淡化膜产业化，膜片批量生产合格率大幅提升。量化成果显著：新产品脱盐率≥99.8%，脱硼率≥95%，膜元件清洗周期延长20%。

这些数字意味着什么？齐萨仁解释：“脱盐率每提升0.1%，能耗降低约5%。脱硼率达标，才能保证淡化水符合饮用水标准（国产膜首次达到这个水平）。延长清洗周期，则大幅降低运维成本。”

如何做到的？别看这层膜薄如蝉翼，其实由三层构成（底层无纺布支撑，中间聚砜支撑层，表面聚酰胺脱盐层），每一层都是“硬骨头”。

先从支撑层说起。它是基础，既要多孔以保证水通量，又要结构致密均一以耐受长期高压。高孔隙率和耐压性天生矛盾，孔多一压就塌，孔少水流不畅。这一矛盾，曾让团队卡了整整三个月。

团队在铸膜液配方里反复调整致孔剂，做了数百组小试实验。“那段时间，实验室里弥漫着溶剂的味道，灯经常亮到凌晨两三点。”工艺工程师龙竞回忆，为了找到最优配方，团队调试了300多次。每次调整致孔剂的配比，都要重新制膜、测试、分析。最折磨人的是，实验室里做A4纸大小的膜片数据很好，可一上生产线放大到平方米级，性能就“跳水”。就这样，一张一张地试，配方改了又改，终于找到了“黄金配比”。

支撑层刚解决，聚酰胺功能层又成了“拦路虎”。聚酰胺层是反渗透膜的核心，决定其脱盐率和脱硼率。这一层的厚度只有200纳米，相当于头发丝的千分之一。哪怕一个纳米级的缺陷，都会导致脱盐率和脱硼率下降。传统的界面聚合法，容易产生“针眼”状缺陷。齐萨仁团队创新引入二次界面聚合——在第一层聚合后，用特殊试剂修复缺陷，再形成第二层致密结构。

“想法简单，但做起来极难。”项目的联合培养博士生赵亮回忆，第二次聚合的反应物浓度、反应时间、温度等，每个参数都像拧螺丝一样，拧太紧膜层变厚、通量下降，拧太松缺陷补不上。“那段时间，实验室的灯就没熄过。”赵亮回忆。他们用了一整面墙来贴实验数据，脱盐率、通量、脱硼率密密麻麻。经过三个月、300多组参数的优化，最终把膜的脱盐率从99.5%提升到了99.8%以上，脱硼率从不到80%提升到了95%。

从一串串冰冷的数字，到一张张膜片，他们用了无数个日夜。

市场验证 从实验室到全球100多个国家

技术突破了，市场认不认？

山东一家大型热电厂，过去一直用进口膜处理循环冷却水，每两年更换一批，成本居高不下。“进口膜性能好，但价格高、供货周期长。有一年对方延迟交货两个月，我们差点停产。”该项目负责人介绍，换用沁森高科的膜后，经过半年试运行，数据让他信服：脱盐率与进口膜相当，清洗周期较进口膜延长5%，运维成本下降15%，“预计每年节省运维费用上百万元，现在我们一半的膜已换成国产。”

类似的故事也在中东上演。一个海水淡化项目采用中心的膜元件后，吨水电耗从3.8度降至3.5度，每年节约电费超20万美元。“以前是我们追着别人跑，现在是客户主动来询价。”齐萨仁说。

订单从钢铁、电力、电子、石化等行业涌来。国内大型热电厂的锅炉补给水、化工园区的废水近零排放、大型垃圾填埋场的垃圾渗滤液处理……都用上了“湖南芯”，产品还出口到100多个国家和地区。

数据更有说服力：中心建成后，沁森高科年营收突破2亿元，出口创汇1亿元以上，年净利润超5000万元。企业从区域性膜企成长为国家级专精特新“小巨人”、湖南省制造业单项冠军、国内反渗透/纳滤膜头部企业。

更深远的变化在产业链上。国产膜有了议价权，进口产品不得不降价。一位水务公司采购经理算账：“以前每年买进口膜要花800万元，现在国产膜只要600多万元，随时补货，再也不用提前半年囤货。”

站在新起点，中心的目标不止于此。

“我们的脱盐率是99.8%，但国际顶尖水平能做到99.85%。别小看这0.05个百分点，对于苛刻工况，差距就是‘能用’和‘好用’的区别。”齐萨仁介绍，他们将在膜通量、抗污染、耐氯性能上持续突破，同时，将高端膜材料推广到锂电回收、医药浓缩、食品饮料等更多工业场景。

作者：周秋燕

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来源：湖南日报·新湖南客户端