編者按：由中國產(chǎn)學(xué)研合作促進(jìn)會(huì )組織編寫(xiě)的《創(chuàng )新使命擔當——中國產(chǎn)學(xué)研合作百佳示范企業(yè)》一書(shū)日前在京發(fā)行。該書(shū)遴選了100家在產(chǎn)學(xué)研合作中卓有成效的創(chuàng )新型示范企業(yè)，碧水源作為我國高科技環(huán)保水處理上市龍頭企業(yè)，建立了以企業(yè)為主體、產(chǎn)學(xué)研相融合的創(chuàng )新發(fā)展模式，最終實(shí)現了科技成果向市場(chǎng)轉化、使科技成果更好惠及人民?，F將全文刊發(fā)如下，敬請關(guān)注。

解碼碧水源膜法水處理的“魔法”

北京碧水源科技股份有限公司（以下簡(jiǎn)稱(chēng)碧水源）由歸國學(xué)者創(chuàng )辦于2001年，是中關(guān)村國家自主創(chuàng )新示范區高新技術(shù)企業(yè)，堅持以自主研發(fā)的膜技術(shù)解決中國“水臟、水少、飲水不安全”三大問(wèn)題，為城市生態(tài)環(huán)境建設提供整體解決方案。2010年在深交所創(chuàng )業(yè)板掛牌上市。2020年，中交集團全資子公司中國城鄉控股集團有限公司控股碧水源，共同服務(wù)國家生態(tài)文明發(fā)展戰略。

目前，碧水源已發(fā)展為世界一流的膜技術(shù)企業(yè)之一，中國環(huán)保行業(yè)、水務(wù)行業(yè)標桿企業(yè)，創(chuàng )業(yè)板上市公司龍頭股之一，中關(guān)村自主創(chuàng )新知名品牌，是一家集膜材料研發(fā)、膜設備制造、膜工藝應用于一體的高科技環(huán)保企業(yè)，是全球一流膜設備生產(chǎn)制造商和供應商。碧水源已建成數千項膜法水處理工程，占中國膜法水處理市場(chǎng)份額的70%以上，為治理水環(huán)境、開(kāi)發(fā)新水源、保障飲水安全以及城市生態(tài)環(huán)境建設作出積極貢獻。

得益于建立了以企業(yè)為主體、產(chǎn)學(xué)研相融合的創(chuàng )新發(fā)展模式，碧水源實(shí)現企業(yè)、高校和科研院所等產(chǎn)學(xué)研主體的深度融合，形成創(chuàng )新合力，最終實(shí)現科技成果向市場(chǎng)轉化、使科技成果更好惠及人民。

探索＆實(shí)踐

自主研發(fā)打破國外壟斷

我國水資源總量居世界第六位，但人均水資源量?jì)H為世界平均水平的1/4，為世界上人均水資源相對貧乏的國家之一。水問(wèn)題已經(jīng)成為制約我國生態(tài)文明建設和社會(huì )經(jīng)濟可持續發(fā)展的重大戰略問(wèn)題。

目前，我國面臨三大水環(huán)境問(wèn)題：水污染嚴重（水臟）；水資源短缺（水少）；飲用水存在較高風(fēng)險（水不安全）。從國家的角度看，中國水污染體量巨大，水資源需求也巨大，對水處理技術(shù)的要求比其他國家更高，要求技術(shù)研究走在國際前沿。

碧水源成立20年以來(lái)，董事長(cháng)文劍平強調“技術(shù)立本”，他堅信只有技術(shù)創(chuàng )新才能從根本上解決中國三大水環(huán)境問(wèn)題。碧水源每年將歸屬母公司凈利潤的10%投入技術(shù)研發(fā)，擁有強大的研發(fā)團隊和研發(fā)實(shí)力，已獲得600余項專(zhuān)利技術(shù)，填補國內多項空白。目前，碧水源擁有具有完全自主知識產(chǎn)權的膜技術(shù)、膜產(chǎn)品和膜工藝全產(chǎn)業(yè)鏈，已發(fā)展為全球一流的膜設備生產(chǎn)制造商和供應商之一。

事實(shí)上，水處理的核心設備，包括膜材料、核心部件曾經(jīng)都掌握在國外企業(yè)手中，當時(shí)我國95%的膜材料都從日本進(jìn)口。外購核心設備的中國企業(yè)，不僅讓渡了盈利空間，更重要的是，不掌握核心材料，在戰略上就處于被動(dòng)狀態(tài)。

碧水源決策層認識到：要想不受制于人，必須自己進(jìn)行技術(shù)研發(fā), “要從無(wú)到有，再從有到好，一步一步往下走”。于是，碧水源組建了一支由國外聘請專(zhuān)家和國內專(zhuān)業(yè)人士組成的研發(fā)隊伍，成立了自己膜技術(shù)研發(fā)部門(mén)。膜材料是自主研發(fā)的關(guān)鍵。為了開(kāi)發(fā)高性能膜，碧水源公司投入當年收入的1/3進(jìn)行膜材料研發(fā)。

事非經(jīng)過(guò)不知難。剛開(kāi)始做膜的成本非常高，開(kāi)拓市場(chǎng)也非常艱難。在碧水源公司內部有一句口頭禪，“手里有技術(shù)，心里不發(fā)慌”。大家堅信，擁有了核心技術(shù)，研發(fā)的投入遲早可以收回的，事實(shí)也是如此。

轉機出現在2008年。碧水源投資1億在北京懷柔雁棲經(jīng)濟開(kāi)發(fā)區建設的亞洲最大的膜生產(chǎn)基地建成投產(chǎn)，結束了我國污水處理用膜依賴(lài)進(jìn)口的歷史，同時(shí)也使碧水源邁入了全球膜生產(chǎn)三強之列。持續的高強度研發(fā)投入，造就了碧水源水處理膜的優(yōu)異性能，處理效率、穩定性比肩于GE、三菱等國際知名品牌，而總價(jià)格只有進(jìn)口產(chǎn)品的三分之二，從而使碧水源自主研發(fā)的MBR膜產(chǎn)品占據了國內70%的市場(chǎng)，碧水源已經(jīng)在全國建立數千個(gè)不同規模的MBR工程。

創(chuàng )新驅動(dòng)科技成果轉化

針對中國水體復雜、水處理環(huán)境復雜、國外技術(shù)成本高昂等問(wèn)題，碧水源敏銳地嗅到市場(chǎng)需求，并結合中國國情進(jìn)行自主研發(fā)。

依據膜上孔的直徑大小可以將膜分為四類(lèi)——微濾、超濾、納濾、反滲透。當時(shí)國際上已經(jīng)有納濾技術(shù)，但這種技術(shù)將水中所有離子全部去除，要求很高的壓力，能源消耗極大，不適用于中國國情。碧水源提出，能不能創(chuàng )新自主研發(fā)一款壓力更低、耗電量更低的膜，能夠把有害的離子去掉，而留下對于人體沒(méi)有影響或者有益的離子。

2009年起，碧水源開(kāi)始涉足DF膜（超低壓選擇性納濾膜）領(lǐng)域，進(jìn)行技術(shù)攻關(guān)。從實(shí)驗室誕生的想法到實(shí)現產(chǎn)業(yè)化，前后用了5年時(shí)間。首先在中試線(xiàn)上重復，尋找關(guān)鍵節點(diǎn)和配方調配，再進(jìn)行產(chǎn)業(yè)化嘗試，最終推向市場(chǎng)。

創(chuàng )業(yè)維艱。即便是在艱難的早期創(chuàng )業(yè)階段，碧水源堅持高水平研發(fā)投入，對研發(fā)的投入卻毫不吝嗇。DF膜研發(fā)時(shí)使用兩條中試線(xiàn)（用于配方研發(fā)和產(chǎn)品性能研發(fā)），每條每天費用約6萬(wàn)元，當時(shí)一年365天有300天都在運行。從中試線(xiàn)到產(chǎn)業(yè)化的階段也異常艱辛，很多科研機構不具備這個(gè)條件。

后來(lái)，由碧水源全球首創(chuàng )的DF膜產(chǎn)品先后獲得了中國百強“最酷黑科技”和“中關(guān)村十大創(chuàng )新成果”等榮譽(yù)，并成功應用于自來(lái)水廠(chǎng)與新水源廠(chǎng)。這一技術(shù)保留水中對人體無(wú)害的離子，能源消耗降低至1/3，從超高壓變?yōu)槌蛪?，大大降低運行成本，為污水資源化提供了戰略選擇，為解決我國缺水問(wèn)題提供了技術(shù)上的突破。

碧水源自主研發(fā)之所以能在短期內取得重大突破，也是有章可循。除了結合中國國情，碧水源還注重對標世界一流水平，國外技術(shù)專(zhuān)家所積累的豐富的研發(fā)經(jīng)驗幫助碧水源迅速了解實(shí)驗誤區，大大減少了摸索試錯的時(shí)間。

一方面，通過(guò)借鑒國際經(jīng)驗、實(shí)施標準化研發(fā)流程以降低研發(fā)風(fēng)險，做到及時(shí)止損；另一方面，研發(fā)從來(lái)“不以成敗論英雄”，對失敗保持寬容心態(tài)，失敗是后續成功的基石。

值得一提的是，在研發(fā)布局上，碧水源采取“兩條腿”走路——對激進(jìn)式創(chuàng )新和漸進(jìn)式創(chuàng )新都非常重視。漸進(jìn)式創(chuàng )新能夠降低成本，適當擴大市場(chǎng)份額；而要滿(mǎn)足戰略規劃中的大幅度提高，則要通過(guò)激進(jìn)式創(chuàng )新推出顛覆性的新產(chǎn)品來(lái)實(shí)現。

碧水源還通過(guò)“全民研發(fā)”的方式在生產(chǎn)過(guò)程中持續進(jìn)行漸進(jìn)式創(chuàng )新，鼓勵員工擁有主動(dòng)創(chuàng )新的意識，對生產(chǎn)線(xiàn)的每個(gè)細節都提出改進(jìn)措施。一線(xiàn)員工的新想法在4小時(shí)內就能得到迅速反饋。相比較而言，激進(jìn)式創(chuàng )新的頻率則要低得多，碧水源約每季度進(jìn)行一次技術(shù)更新，每年實(shí)現一次大型的產(chǎn)業(yè)升級。

產(chǎn)學(xué)研融合創(chuàng )新案例

融合篇

除了大力投入自主研發(fā)外，碧水源還積極保持開(kāi)放性。這種開(kāi)放的心態(tài)來(lái)自于對合作共贏(yíng)的認識。多年來(lái)，一直與高校、科研院所、相關(guān)企業(yè)保持著(zhù)良好的合作關(guān)系，充分構建了以“企業(yè)為主體、市場(chǎng)為導向、產(chǎn)學(xué)研深度融合”的技術(shù)創(chuàng )新體系。

碧水源與清華大學(xué)聯(lián)合成立清華大學(xué)（環(huán)境系）－碧水源環(huán)境膜技術(shù)研發(fā)中心。該中心的成立為膜生物反應器技術(shù)的研究提供了強大的技術(shù)支撐，為膜生物反應器技術(shù)在國內的應用及普及奠定了基礎，共同引領(lǐng)行業(yè)技術(shù)進(jìn)步。

此外，碧水源與國際水處理領(lǐng)域的知名研究機構澳大利亞新南威爾士大學(xué)、澳大利亞水研究中心積極合作，成立了中澳共建水處理研究中心。該中心在國家重大需求的水處理膜材料、特種分離膜材料領(lǐng)域，共同開(kāi)展膜污染控制技術(shù)等膜技術(shù)研究，著(zhù)力解決膜技術(shù)產(chǎn)業(yè)化關(guān)鍵技術(shù)難題，提升我國膜技術(shù)的自主創(chuàng )新核心競爭力和產(chǎn)業(yè)競爭力。

碧水源還積極承擔國內、國際重大科研攻關(guān)項目，解決國內外共同關(guān)注的技術(shù)難題，為成果的大規模推廣提供技術(shù)支撐和產(chǎn)業(yè)示范。碧水源聯(lián)合承擔的國家科研項目主要包括：“十一五”國家科技重大水專(zhuān)項課題、“十二五”國家科技重大水專(zhuān)項課題、國家重點(diǎn)研發(fā)計劃、863計劃課題、國家科技支撐計劃課題、國家火炬計劃課題、國家星火計劃項目課題等多項國家重大課題，以及澳大利亞國際聯(lián)合科研項目等。

與清華大學(xué)、中國環(huán)境科學(xué)研究院、同濟大學(xué)、中國科學(xué)院生態(tài)環(huán)境研究中心、中國科學(xué)院上海高等研究院等23家單位聯(lián)合發(fā)起成立了膜生物反應器（MBR）產(chǎn)業(yè)技術(shù)創(chuàng )新戰略聯(lián)盟，被評為科技部首批試點(diǎn)聯(lián)盟。碧水源與天津膜天膜科技股份有限公司、中國環(huán)境科學(xué)研究院（中國亞太經(jīng)合組織環(huán)境保護中心）、浙江大學(xué)等15家單位聯(lián)合成立的水處理膜材料及裝備產(chǎn)業(yè)技術(shù)創(chuàng )新戰略聯(lián)盟，是國家重大水專(zhuān)項首批8個(gè)產(chǎn)業(yè)技術(shù)創(chuàng )新戰略聯(lián)盟之一，于2014年5月正式獲環(huán)境保護部批準建設。

除此之外，碧水源作為主編或參編單位聯(lián)合行業(yè)其他單位積極制定技術(shù)和產(chǎn)品規范，對推動(dòng)技術(shù)進(jìn)步和產(chǎn)業(yè)發(fā)展，具有重要的作用。目前，碧水源共參與編制國家標準18項、行業(yè)標準17項、團體標準14項。2003年，碧水源與中關(guān)村環(huán)保產(chǎn)業(yè)中心合作，制定了我國第一部關(guān)于膜生物反應器污水處理技術(shù)規程，具有重要意義。

應用篇

為了改善我國重點(diǎn)流域水環(huán)境質(zhì)量，緩解水資源短缺，保障水生態(tài)健康和飲水安全，碧水源與中國環(huán)境科學(xué)研究院、清華大學(xué)、中建環(huán)能科技股份有限公司和北京科瑞多環(huán)?？萍加邢薰韭?lián)合承擔了國家“十二五”科技重大專(zhuān)項“水專(zhuān)項”——“高品質(zhì)再生水與水體凈化成套裝備研發(fā)及產(chǎn)業(yè)化”課題，針對城鎮污水處理廠(chǎng)尾水以及重點(diǎn)流域入湖入河劣Ⅴ類(lèi)水，研發(fā)具有自主知識產(chǎn)權的超低壓反滲透膜并實(shí)現規?；a(chǎn)，采用以“超/微濾-超低壓反滲透”技術(shù)為核心的水處理工藝進(jìn)行深度處理，進(jìn)一步削減其污染負荷，形成穩定的高品質(zhì)再生水，找到一條適合我國國情的解決“水臟”“水少”問(wèn)題的重要途徑。

該課題研發(fā)成果應用于4座示范工程，并在全國范圍內推廣應用，累積推廣產(chǎn)值達14億元，應用規模超過(guò)80萬(wàn)m³/d。通過(guò)課題實(shí)施，實(shí)現了將城鎮污水廠(chǎng)尾水等劣V類(lèi)水處理至地表IV類(lèi)以上水體，為緩解我國重點(diǎn)流域水污染嚴重和水資源匱乏的雙重難題提供一條新的技術(shù)路線(xiàn)。

碧水源DF（超低壓選擇性納濾）膜產(chǎn)品

2010年，碧水源與清華大學(xué)、中國科學(xué)院生態(tài)環(huán)境研究中心、浙江雙益環(huán)?？萍及l(fā)展有限公司、北京城市排水集團有限責任公司合作承擔了國家863計劃項目——“新型膜材料及膜組器的制備和應用關(guān)鍵技術(shù)與工程示范”。課題針對MBR存在的技術(shù)經(jīng)濟瓶頸，研發(fā)國產(chǎn)的低成本、高強度、高通量、抗污染的新型PVDF膜材料，并形成規?；纳a(chǎn)線(xiàn)；研發(fā)低能耗、防堵塞、易于維護管理的高效膜組器，并形成系列產(chǎn)品和規?；a(chǎn)；開(kāi)展以膜污染控制為核心的膜材料和膜組器應用研究，建立一套由混合液膜過(guò)濾性調控與膜污染的物理和化學(xué)清洗相結合的膜污染綜合控制技術(shù)體系；開(kāi)展新型膜材料與膜組器在城市污水和工業(yè)廢水處理與回用中的工程應用示范，形成工藝設計工具包和MBR工藝工程設計規范。

課題建成了產(chǎn)能達到250萬(wàn)㎡/年的膜與膜組器規?；a(chǎn)線(xiàn)，課題研發(fā)的膜產(chǎn)品已廣泛應用于我國大型MBR市政工程中，如無(wú)錫太湖國家旅游度假區污水處理廠(chǎng)三期工程項目（1.75萬(wàn)m³/d）、石家莊高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)開(kāi)發(fā)區污水處理廠(chǎng)深度處理（一級A升級改造）工程（8萬(wàn)m³/d）及北京清河再生水廠(chǎng)二期工程（15萬(wàn)m³/d）等。

這一系列的研究成果對于我國污水處理和資源化提供了關(guān)鍵的技術(shù)支持，對我國的MBR技術(shù)的標準化及普及化具有非常重要的意義。