現(xiàn)階段我國水處理膜技術(shù)應(yīng)用以及發(fā)展趨勢
【tuchai.cn南京純水設(shè)備】近年來我國水資源短缺問題越來越嚴重，我們認為這種現(xiàn)象仍將會持續(xù)。隨著居民日益增長的水環(huán)境需求,政府監(jiān)管措施不斷從嚴，企業(yè)在水處理技術(shù)研發(fā)上的投入不斷增加。因此，發(fā)展高效節(jié)能的水處理膜材料，已經(jīng)變成一項迫切的任務(wù)。開發(fā)高質(zhì)量水污染治理產(chǎn)品，已成為資本市場追逐一大趨勢。本文對膜材料在我國水處理行業(yè)應(yīng)用進行分析。
近年來我國環(huán)保產(chǎn)業(yè)發(fā)展十分迅速，產(chǎn)業(yè)協(xié)會的數(shù)據(jù)顯示，“十二五”期間，我國環(huán)保產(chǎn)業(yè)年均增長速度達到26.9%，預(yù)計“十三五”期間，環(huán)保行業(yè)或?qū)⒊掷m(xù)保持20-30%年高速增長，環(huán)保行業(yè)己進入一個可預(yù)期的快速增長周期。
2015年《中國膜行業(yè)“十三五”戰(zhàn)略發(fā)展規(guī)劃》提出功能膜產(chǎn)值在“十二五”的基礎(chǔ)上實現(xiàn)翻番，微濾膜和超濾膜質(zhì)量技術(shù)指標(biāo)實現(xiàn)新突破，國內(nèi)市場占比達到60%~80%。南京工業(yè)純水處理設(shè)備我國環(huán)保產(chǎn)業(yè)的增長速度遠遠超過國民經(jīng)濟和工業(yè)行業(yè)的增長速度，尤其是我國水處理行業(yè)規(guī)模不斷增長，水處理膜行業(yè)未來也迎來了發(fā)展時期。
政策監(jiān)管趨嚴為膜材料產(chǎn)業(yè)發(fā)展提供機遇
新環(huán)保法明確了法律追究主體、法律制裁方式。2018年新修訂的《中華人民共和國環(huán)境保護法》進一步明確了政府對環(huán)境保護監(jiān)督管理職責(zé)，完善了生態(tài)保護紅線等環(huán)境保護基本制度，強化了企業(yè)污染防治責(zé)任，加大了對環(huán)境違法行為的法律制裁，在環(huán)境法規(guī)的實施中，對違法的單位或個人，根據(jù)其違法行為的性質(zhì)、危害后果和主觀因素的不同、要追究法律責(zé)任，分別給予刑事、行政、民事三種不同的法律制裁。
環(huán)保督查力度不斷強化。2017年“12369”環(huán)保舉報管理平臺接到舉報電話618856件，處理618583件，辦結(jié)率99.9%。2017年河北省第三批、四批督查進駐期間，問責(zé)干部1.8萬人。在環(huán)保督察不斷加強背景下，工業(yè)企業(yè)及工業(yè)園區(qū)也從被動治污向主動治污、防污轉(zhuǎn)變。法律條文也從原來的47條增加到70條，增強了法律的可執(zhí)行性和可操作性。被稱為“史上最嚴”的環(huán)境保護法。
針對工業(yè)廢水不達標(biāo)問題，尤其是工業(yè)園區(qū)工業(yè)廢水治理不達標(biāo)問題，環(huán)保部在2016年12月印發(fā)《關(guān)于實施工業(yè)污染源全面達標(biāo)排放計劃的通知》，到2017年9月環(huán)境保護部印發(fā)《工業(yè)集聚區(qū)水污染治理任務(wù)推進方案》，均聚焦并加大了工業(yè)污水治理力度，在逐漸完善健全工業(yè)污染治理體系中起到了很大的拉動作用，同時對工業(yè)污染治理形成倒逼態(tài)勢。
政策趨嚴催生水處理膜材料行業(yè)發(fā)展。中國已出臺10多項工業(yè)廢水處理行業(yè)相關(guān)標(biāo)準、30多項水污染物排放國家環(huán)境標(biāo)準、20多項水污染物排放地方環(huán)境標(biāo)準用于規(guī)范指標(biāo)行業(yè)發(fā)展。
水處理膜產(chǎn)業(yè)現(xiàn)狀
近年來水處理膜材料市場發(fā)展迅速.據(jù)2018年發(fā)布的《膜與水處理行業(yè)發(fā)展研究報告(2018)》數(shù)據(jù)顯示，在2015-2017期間，水處理膜年行業(yè)年均復(fù)合增長率達到18%。2017年中國水處理膜行業(yè)市場規(guī)模為710億元，同比增長18.3%，預(yù)計到2018年中國水處理膜行業(yè)市場規(guī)模將達到852億元。
我國水處理膜技術(shù)與國際發(fā)達經(jīng)濟體之間存在很大差距。高端膜材料基本被國際巨頭，陶氏化學(xué)、日東電工、日本東麗、韓國熊津、GE、科氏等國外知名企業(yè)牢牢占據(jù)，高端市場占比達90%之多。
我國企業(yè)主要占據(jù)市場還是低端膜材料市場。以反滲透膜為例：反滲透膜市場上的7家生產(chǎn)企業(yè)，外資系品牌企業(yè)高達6家，外資系品牌在滲透膜市場占據(jù)壟斷地位，市場占有率超過90%。
水處理膜主要應(yīng)用在三個領(lǐng)域：市政污水處理、工業(yè)污水深度處理、海水淡化脫鹽。
其中市政污水處理市場主要應(yīng)用為膜生物反應(yīng)器(MBR)工藝，主要有微濾膜(MF)和超濾膜(UF)，膜孔徑在0.02-0.4 μm之間，膜材料以PVDF為主，膜構(gòu)型主要采用中空纖維膜或平板膜。
據(jù)統(tǒng)計，截止到2017年我國萬噸級以上的MBR市政污水處理廠200多座。合肥工業(yè)純水處理設(shè)備根據(jù)工業(yè)污水深度處理工藝，針對不同的污水類型，常常將生化工藝與膜分離過程耦合，以達到提高微生物活性，改善出水水質(zhì)的目的。
同時深度處理回用系統(tǒng)采用雙膜法工藝，雙膜法工藝流程簡單、結(jié)構(gòu)緊湊、占地面積小、自動化程度高、操作簡便，無需投加大量化學(xué)藥品。
在海水淡化脫鹽領(lǐng)域主要應(yīng)用膜為反滲透膜(RO)，孔徑范圍在0.1-1 nm之間，膜材料以醋酸纖維素、聚酰胺等為主。隨著膜材料成本及工藝改進，反滲透海水淡化水成本已由8元/m3下降至平均5元/m3。反滲透膜供應(yīng)商包括陶氏化學(xué)、西門子、東麗、海德能、津膜科技等。
膜材料技術(shù)發(fā)展取得不斷突破。膜技術(shù)在水處理中的應(yīng)用范圍相當(dāng)廣泛，既可用于給水處理也可用于廢水處理，在某些特殊行業(yè)的水處理中也有涉足，且其應(yīng)用規(guī)模在不斷擴大。
目前，在膜法水處理應(yīng)用方面國家有美國、日本、德國等。中國膜產(chǎn)業(yè)也已經(jīng)進入快速增長期，膜產(chǎn)業(yè)發(fā)展前景十分廣闊。
微濾、超濾、反滲透等膜技術(shù)在海水淡化、給水處理、污水處理與回用等領(lǐng)域的工程應(yīng)用規(guī)模迅速擴大，多個具有標(biāo)志性意義的大型膜法給水工程、污水回用工程及海水淡化工程已經(jīng)相繼建成。
在MBR領(lǐng)域，我國應(yīng)用研隨著近幾年研發(fā)投入加大及擴大與國際企業(yè)實行戰(zhàn)略合作力度，國內(nèi)膜技術(shù)發(fā)展十分迅速，尤其是MBR領(lǐng)域，國內(nèi)已經(jīng)形成一批具有初步實力的企業(yè)。南京反滲透純水設(shè)備如天津膜天膜科技股份有限公司、北京碧水源科技股份公司等。
自主研發(fā)背景下涌現(xiàn)出一些膜材料技術(shù)先行者，中南大學(xué)研發(fā)的具有pH響應(yīng)可切換濕潤性油水分離膜能夠通過調(diào)節(jié)pH改變對油/水的選擇透過性，達到不同條件下分離不同類型油水混合物的目的。
分離效果好(油水分離率99%以上)，分離通量大(對四氯化碳/水混合物的分離通量達到11000 Lm-2h-1)，并且抗污染、重復(fù)使用性能好(重復(fù)25次分離性能基本不變，7天內(nèi)性能幾乎無衰減)，易再生。
自主設(shè)計了具有工業(yè)處理規(guī)模的連續(xù)化膜分離油水分離器，通過搭載自主研發(fā)的pH響應(yīng)可切換潤濕性油水分離膜，能夠應(yīng)用于工業(yè)級的油水分離處理。
我國水處理膜材料技術(shù)行業(yè)發(fā)展趨勢
膜材料市場將持續(xù)保持高速度增長。預(yù)計2018-2020年中國水處理膜行業(yè)市場規(guī)模年均復(fù)合增速為20%，到2018年中國水處理膜行業(yè)市場規(guī)模將達到852億元，到2020年將達到1227億元。我國水處理膜材料市場應(yīng)用也將呈現(xiàn)下沉化趨勢發(fā)展，將由單一發(fā)達城市為主，向三四線城市及城鎮(zhèn)農(nóng)村。
膜技術(shù)發(fā)展將不斷取得突破。膜產(chǎn)業(yè)是戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)一部分，得到了國家的高度重視和支持，膜產(chǎn)業(yè)迅速崛起。但我國水處理膜技術(shù)發(fā)展歷程短，在高端膜材料、及其元件及組件方面與發(fā)達國家在技術(shù)上存在很大差距，許多理論上和技術(shù)上的研究還有較大提高空間。
抓住發(fā)達國家膜技術(shù)向我國轉(zhuǎn)移力度加大機遇，縮小與國際企業(yè)間差距。在科技創(chuàng)新領(lǐng)域，我國與發(fā)達經(jīng)濟體之間存在很大差距，尤其在新材料方面表現(xiàn)得尤其突出，膜材料技術(shù)恰恰就是新材料領(lǐng)域一個細分領(lǐng)域。因此，如何縮小與他們之間的研發(fā)及技術(shù)差距，已成為一個嚴峻而迫切的任務(wù)。
近年來歐美日韓等發(fā)達經(jīng)濟體國家，面對中國如此龐大的水污染處理市場紛紛拋出橄欖枝。從初級階段設(shè)備廠商的身份轉(zhuǎn)變成通過并購、合資或者成立獨資子公司，國內(nèi)外業(yè)采取多樣化戰(zhàn)略合作的方式參與到中國水處理市場。
如日本久保田牽手安徽國禎環(huán)保，成立久保田國禎環(huán)保工程科技有限公司，并引進久保田膜設(shè)備的生產(chǎn)技術(shù)，專門從事MBR設(shè)備生產(chǎn)、研發(fā)、銷售及污水工程總承包。
日本東麗株式會社聯(lián)合中國藍星集團，南京水處理設(shè)備共同投資組建藍星東麗膜科技有限公司，引進東麗先進的從制末到卷膜的全套自動化生產(chǎn)線，在中國建立反滲透全套產(chǎn)品生產(chǎn)基地;同方股份與日本NOK株式會社成立合資公司，來提高同方水處理產(chǎn)品品質(zhì)。
隨著我國環(huán)保產(chǎn)業(yè)規(guī)模不斷擴大，環(huán)保市場前景越來越廣闊。高端膜材料技術(shù)仍然與發(fā)達國家存在較大差距。但隨著近年來連續(xù)不斷的政策支持和企業(yè)自主研發(fā)投入加大，國內(nèi)膜技術(shù)也進展迅速，同時膜技術(shù)應(yīng)用也從發(fā)達城市下沉到城鎮(zhèn)農(nóng)村地區(qū)，膜材料應(yīng)用市場不斷擴大，也為膜材料研發(fā)、生產(chǎn)企業(yè)提供了較好的歷史機遇，并獲得高額市場收益，進一步促進了膜技術(shù)產(chǎn)業(yè)循環(huán)良性發(fā)展。同時，也為百姓創(chuàng)造一片碧水青山提供完善的科學(xué)技術(shù)支持。
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