水是生命之源，一個人不吃飯可以生存一周以上，不喝水卻活不過三天，現代社會高速運轉更離不開水。長期以來，汙水處理是不少地方的短板，不少河湖被汙水侵佔，發黑髮臭，嚴重妨礙人們生產生活。如今隨著「五水共治」、「河長制」等一系列措施的推行，把汙水變清水，讓清水成飲用水，已成為各地努力的方向。汙水處理，受到前所未有的重視。
傳統汙水處理，多採用絮凝、沉澱等方式，並不能完全去除水中的有機汙染物和重金屬，「膜」法水處理技術應運而生，它可以有選擇地將汙水進行料液分離，大大提升處理效果。在懷柔科學城，一家名為「碧水源」的科技企業，其膜法水處理技術近年來兩度獲得國家科技進步獎二等獎，打破了國外的技術壟斷，處理後的汙水甚至可以達到飲用水源的要求。目前北京的大部分汙水處理廠都應用了該企業的膜技術裝備，為實現碧水京城創造了條件。記者日前探訪該企業，揭開汙水處理的神奇「膜」法。
2007年，李鎖定回國加入「碧水源」。當時這家企業在國內汙水處理行業已經嶄露頭角，但掣肘也非常明顯————過濾汙水的膜完全依賴進口，「膜是汙水處理技術核心的核心，我們必須搞自主研發，擺脫依賴。」如今已是該公司首席科學家的李鎖定介紹說，他們嘗試了無數種材料及配方組合，試驗了上千次製造工藝，然後拿到各地的汙水處理廠進行檢驗，歷時兩年終於研發出了適合中國不同地方水質的微濾膜、超濾膜，並構建了一套別具特色的膜生物反應器。這一技術打破了國外大公司的壟斷，在2009年獲得國家科技進步獎二等獎。
在碧水源公司，記者見到了微濾膜和超濾膜，它們的外形完全不同於我們想像中的一張張「保鮮膜」，而是一根根細絲，集結成束狀，再裝入特製的一根根密封過濾管，或者一扇扇膜片內。這些細絲最粗也不過2毫米左右，最細的僅1毫米左右，「不要小看這一根根濾膜，它的中間是空心的，濾膜表面遍布小於0.1微米的小孔，不到頭髮絲直徑的五百分之一，過濾時採用外壓內抽的辦法，汙水透過濾膜進入空心區，截留汙水中的細菌、病毒等，處理後的水從過濾管或者膜片的端部抽出。」 技術部經理趙小龍告訴對記者說。
據了解，採用碧水源自主研發的膜生物反應器，汙水經過處理後可以達到地表四類水的標準，意味著這些水可以正常排放並回用，「融入」大自然水體環境，做為景觀用水，用於綠化灌溉，「這樣的水，我們就可以稱它為再生水了。」李鎖定說。
按照國家現行汙水處理標準，汙水通過處理達到一級A就已經合格。不過一級A的水質如果參照自然地表水標準，依然處於劣五類，連綠化灌溉的功能都不具備。通過膜生物反應器處理，達到地表四類的再生水，具備綠化灌溉的功能，但達不到飲用的要求。我國水資源並不豐富，飲用水更是缺乏。如何能把所有的水盡最大可能利用起來？碧水源組織力量開始了新的技術攻堅。
通過幾年努力，他們在近年研發出了一種超低壓選擇性納濾膜。這種過濾膜的孔徑只有1納米，也就是頭髮絲直徑的五萬分之一。如此細的孔徑，意味著汙水中幾乎所有重金屬離子、溶解性有機物、膠體、細菌和病毒都將被過濾去除，同時對人身體有益的低價無機鹽卻能夠得到保留。因此，水質非常接近天然水。經過檢測，超低壓選擇性納濾膜處理的水，水質可以達到地表二類水的標準，也就是達到了集中式生活飲用水地表水源地的要求，「跟其他水源地水一樣，這些水進入城市供水系統適當處理後，就可以進入千家萬戶。」李鎖定說，汙水變成飲用水，這就讓水在自然環境下徹底循環起來。
去年，這項科技成果再度獲得國家科技進步獎二等獎。李鎖定告訴記者，他們研發的超低壓選擇性納濾膜不僅處理工藝先進，而且生產成本只是國外同類產品的一半左右，同時這個系列的膜具有多種不同規格的產品，以適應國內不同地區的水質特性，這是國外產品所不具備的。中國的汙水處理技術一躍進入了世界最前沿。
有了神奇的「膜」法，應用是關鍵。李鎖定告訴記者，一扇膜片有3000根膜絲，一個標準化膜組器有60扇膜片，一天可以淨化上千噸水。膜的壽命更是可以達到5至8年，因此在汙水處理廠的應用前景十分光明。
近年來，北京高度重視水環境的治理和改善，建設並升級改造了一批汙水處理廠，。碧水源的「膜」也在這些水廠得到廣泛應用。如北京密雲再生水廠，是國內首個應用膜生物反應器的萬噸級水廠，日處理汙水4.5萬噸。北京高碑店再生水廠，是全球規模最大的再生水廠，應用碧水源的膜法技術，日處理汙水可達100萬噸。
記者了解到，最先進的超低壓選擇性納濾膜也已經在北京得到應用。，北京翠湖新水源廠，使用這一膜技術，日處理水達2萬噸，處理後水質都達到了作為飲用水源的要求。在北京，大部分汙水處理廠都變成了再生水廠，用上了神奇的「膜」法。北京已建成再生水廠幾十座，再生水年利用量超過10億立方米，與南水北調水量相當。再生水已成為北京「第二水源」，與南水北調一起，成為中心城區水源可靠、供應水量集中的兩大主力水源，對緩解「水荒」、保障城市用水起到了積極作用。
李鎖定告訴記者，通過膜生物反應器處理汙水，每噸成本只比常規汙水處理高10%左右，而且出水水質高、佔地面積小；即使用更先進的超低壓選擇性納濾膜，相比遠距離調水，其經濟成本也非常有競爭力。此外由於膜生物反應器的成片膜浸泡在水裡就能工作，因此汙水廠修在地下也成為了可能，這還能大大減少土地使用，北京、河北、雲南、山西等地都建設了地下汙水處理廠，地面如同城市公園，經濟效益、社會效益都十分顯著。
從2001年成立至今，碧水源在全國汙水膜處理領域的市場份額已達七成以上。新材料、物聯網等新技術將是這家高科技企業未來的主攻方向。李鎖定說，未來他們將綜合利用納米新材料技術開發智能高效的膜分離技術與設備，同時匹配物聯網技術，實現水處理設備的全自動運行與智能調控，比如一些城市的汙水處理量很大，但受到佔地等因素的影響，不適合建大規模集中式汙水處理廠，就可以把廠區分散建設，通過物聯網埠互相連接，在指揮中樞進行統一的操控。
在碧水源膜科技公司的生產廠區，記者見到了一個特殊的貨櫃貨櫃，它的箱體一側連接著兩條水管。李鎖定告訴記者，這是一個小型的汙水處理站，每天可處理汙水100噸，目前廠區產生的汙水都實現了自我處理淨化，循環利用。
在李鎖定看來，這種汙水處理站在我國的鄉村地區有非常好的應用前景，「100噸汙水處理規模，幾乎能滿足一個100多戶村莊的使用。站房就是貨櫃，設備整合在裡面，因此安裝以及日常的維護都非常容易，鄉鎮一級設立一位技術員便可輕鬆勝任勝平時的維護，碧水源公司也可統一負責維護運營。」他說，事實上這種貨櫃式汙水處理站的處理能力可以從5噸到500噸不等，完全可以解決目前困擾我國不少地方的農村汙水處理「最後一公裡」難題，目前已經在懷柔、密雲等區地區域大量應用，並廣泛應用到了全國各地。
在城市裡，不少家庭如今也已經紛紛使用淨水機。李鎖定說，家用淨水機主要分為三大類：，一是傳統的吸附過濾式淨水器，可以過濾大顆粒的物質、吸附部分有機物，優點是技術相對簡單，價格也相對便宜；。但缺點也很明顯，濾芯需要頻繁更換。；第二種是近年來很流行的反滲透淨水器，它可以去除水中的所有物質，包括有害的細菌、病毒、重金屬，也包括對人體有益的礦物質、微量元素，水非常乾淨，但不適合小孩與老人飲用，因為會導致體內微量元素的流失。
第三種就是應用了最新型納濾膜的淨水機，通過選擇性過濾去除水中的細菌、病毒、重金屬等有害物質，同時又保留了微量元素。記者了解到，目前市場上已經可以看到一些納濾膜淨水機在銷售，價格與同規格的反滲透淨水機相仿，「這應該會成為未來家用淨水機的發展方向。」李鎖定說。