現(xiàn)階段我國(guó)水處理膜技術(shù)應(yīng)用以及發(fā)展趨勢(shì)
【www.qgeyew.cn南京純水設(shè)備】近年來我國(guó)水資源短缺問題越來越嚴(yán)重,我們認(rèn)為這種現(xiàn)象仍將會(huì)持續(xù)。隨著居民日益增長(zhǎng)的水環(huán)境需求,政府監(jiān)管措施不斷從嚴(yán),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(xiàng)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(chǎng)追逐一大趨勢(shì)。本文對(duì)膜材料在我國(guó)水處理行業(yè)應(yīng)用進(jìn)行分析。
近年來我國(guó)環(huán)保產(chǎn)業(yè)發(fā)展十分迅速,產(chǎn)業(yè)協(xié)會(huì)的數(shù)據(jù)顯示,“十二五”期間,我國(guó)環(huán)保產(chǎn)業(yè)年均增長(zhǎng)速度達(dá)到26.9%,預(yù)計(jì)“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(zhǎng),環(huán)保行業(yè)己進(jìn)入一個(gè)可預(yù)期的快速增長(zhǎng)周期。
2015年《中國(guó)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(shí)現(xiàn)翻番,微濾膜和超濾膜質(zhì)量技術(shù)指標(biāo)實(shí)現(xiàn)新突破,國(guó)內(nèi)市場(chǎng)占比達(dá)到60%~80%。南京工業(yè)純水處理設(shè)備我國(guó)環(huán)保產(chǎn)業(yè)的增長(zhǎng)速度遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過國(guó)民經(jīng)濟(jì)和工業(yè)行業(yè)的增長(zhǎng)速度,尤其是我國(guó)水處理行業(yè)規(guī)模不斷增長(zhǎng),水處理膜行業(yè)未來也迎來了發(fā)展時(shí)期。
政策監(jiān)管趨嚴(yán)為膜材料產(chǎn)業(yè)發(fā)展提供機(jī)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(guó)環(huán)境保護(hù)法》進(jìn)一步明確了政府對(duì)環(huán)境保護(hù)監(jiān)督管理職責(zé),完善了生態(tài)保護(hù)紅線等環(huán)境保護(hù)基本制度,強(qiáng)化了企業(yè)污染防治責(zé)任,加大了對(duì)環(huán)境違法行為的法律制裁,在環(huán)境法規(guī)的實(shí)施中,對(duì)違法的單位或個(gè)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(qiáng)化。2017年“12369”環(huán)保舉報(bào)管理平臺(tái)接到舉報(bào)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(jìn)駐期間,問責(zé)干部1.8萬(wàn)人。在環(huán)保督察不斷加強(qiáng)背景下,工業(yè)企業(yè)及工業(yè)園區(qū)也從被動(dòng)治污向主動(dòng)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(qiáng)了法律的可執(zhí)行性和可操作性。被稱為“史上最嚴(yán)”的環(huán)境保護(hù)法。
針對(duì)工業(yè)廢水不達(dá)標(biāo)問題,尤其是工業(yè)園區(qū)工業(yè)廢水治理不達(dá)標(biāo)問題,環(huán)保部在2016年12月印發(fā)《關(guān)于實(shí)施工業(yè)污染源全面達(dá)標(biāo)排放計(jì)劃的通知》,到2017年9月環(huán)境保護(hù)部印發(fā)《工業(yè)集聚區(qū)水污染治理任務(wù)推進(jìn)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(dòng)作用,同時(shí)對(duì)工業(yè)污染治理形成倒逼態(tài)勢(shì)。
政策趨嚴(yán)催生水處理膜材料行業(yè)發(fā)展。中國(guó)已出臺(tái)10多項(xiàng)工業(yè)廢水處理行業(yè)相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)、30多項(xiàng)水污染物排放國(guó)家環(huán)境標(biāo)準(zhǔn)、20多項(xiàng)水污染物排放地方環(huán)境標(biāo)準(zhǔn)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(chǎng)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(bào)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(zhǎng)率達(dá)到18%。2017年中國(guó)水處理膜行業(yè)市場(chǎng)規(guī)模為710億元,同比增長(zhǎng)18.3%,預(yù)計(jì)到2018年中國(guó)水處理膜行業(yè)市場(chǎng)規(guī)模將達(dá)到852億元。
我國(guó)水處理膜技術(shù)與國(guó)際發(fā)達(dá)經(jīng)濟(jì)體之間存在很大差距。高端膜材料基本被國(guó)際巨頭,陶氏化學(xué)、日東電工、日本東麗、韓國(guó)熊津、GE、科氏等國(guó)外知名企業(yè)牢牢占據(jù),高端市場(chǎng)占比達(dá)90%之多。
我國(guó)企業(yè)主要占據(jù)市場(chǎng)還是低端膜材料市場(chǎng)。以反滲透膜為例:反滲透膜市場(chǎng)上的7家生產(chǎn)企業(yè),外資系品牌企業(yè)高達(dá)6家,外資系品牌在滲透膜市場(chǎng)占據(jù)壟斷地位,市場(chǎng)占有率超過90%。
水處理膜主要應(yīng)用在三個(gè)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(chǎng)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(jì),截止到2017年我國(guó)萬(wàn)噸級(jí)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(duì)不同的污水類型,常常將生化工藝與膜分離過程耦合,以達(dá)到提高微生物活性,改善出水水質(zhì)的目的。
同時(shí)深度處理回用系統(tǒng)采用雙膜法工藝,雙膜法工藝流程簡(jiǎn)單、結(jié)構(gòu)緊湊、占地面積小、自動(dòng)化程度高、操作簡(jiǎn)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(jìn),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(kuò)大。
目前,在膜法水處理應(yīng)用方面國(guó)家有美國(guó)、日本、德國(guó)等。中國(guó)膜產(chǎn)業(yè)也已經(jīng)進(jìn)入快速增長(zhǎng)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(kuò)大,多個(gè)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(guó)應(yīng)用研隨著近幾年研發(fā)投入加大及擴(kuò)大與國(guó)際企業(yè)實(shí)行戰(zhàn)略合作力度,國(guó)內(nèi)膜技術(shù)發(fā)展十分迅速,尤其是MBR領(lǐng)域,國(guó)內(nèi)已經(jīng)形成一批具有初步實(shí)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(rùn)性油水分離膜能夠通過調(diào)節(jié)pH改變對(duì)油/水的選擇透過性,達(dá)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(duì)四氯化碳/水混合物的分離通量達(dá)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(jì)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(rùn)濕性油水分離膜,能夠應(yīng)用于工業(yè)級(jí)的油水分離處理。
我國(guó)水處理膜材料技術(shù)行業(yè)發(fā)展趨勢(shì)
膜材料市場(chǎng)將持續(xù)保持高速度增長(zhǎng)。預(yù)計(jì)2018-2020年中國(guó)水處理膜行業(yè)市場(chǎng)規(guī)模年均復(fù)合增速為20%,到2018年中國(guó)水處理膜行業(yè)市場(chǎng)規(guī)模將達(dá)到852億元,到2020年將達(dá)到1227億元。我國(guó)水處理膜材料市場(chǎng)應(yīng)用也將呈現(xiàn)下沉化趨勢(shì)發(fā)展,將由單一發(fā)達(dá)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(guó)家的高度重視和支持,膜產(chǎn)業(yè)迅速崛起。但我國(guó)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(dá)國(guó)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(dá)國(guó)家膜技術(shù)向我國(guó)轉(zhuǎn)移力度加大機(jī)遇,縮小與國(guó)際企業(yè)間差距。在科技創(chuàng)新領(lǐng)域,我國(guó)與發(fā)達(dá)經(jīng)濟(jì)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(gè)細(xì)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(gè)嚴(yán)峻而迫切的任務(wù)。
近年來歐美日韓等發(fā)達(dá)經(jīng)濟(jì)體國(guó)家,面對(duì)中國(guó)如此龐大的水污染處理市場(chǎng)紛紛拋出橄欖枝。從初級(jí)階段設(shè)備廠商的身份轉(zhuǎn)變成通過并購(gòu)、合資或者成立獨(dú)資子公司,國(guó)內(nèi)外業(yè)采取多樣化戰(zhàn)略合作的方式參與到中國(guó)水處理市場(chǎng)。
如日本久保田牽手安徽國(guó)禎環(huán)保,成立久保田國(guó)禎環(huán)保工程科技有限公司,并引進(jìn)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(huì)社聯(lián)合中國(guó)藍(lán)星集團(tuán),南京水處理設(shè)備共同投資組建藍(lán)星東麗膜科技有限公司,引進(jìn)東麗先進(jìn)的從制末到卷膜的全套自動(dòng)化生產(chǎn)線,在中國(guó)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(huì)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(guó)環(huán)保產(chǎn)業(yè)規(guī)模不斷擴(kuò)大,環(huán)保市場(chǎng)前景越來越廣闊。高端膜材料技術(shù)仍然與發(fā)達(dá)國(guó)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(guó)內(nèi)膜技術(shù)也進(jìn)展迅速,同時(shí)膜技術(shù)應(yīng)用也從發(fā)達(dá)城市下沉到城鎮(zhèn)農(nóng)村地區(qū),膜材料應(yīng)用市場(chǎng)不斷擴(kuò)大,也為膜材料研發(fā)、生產(chǎn)企業(yè)提供了較好的歷史機(jī)遇,并獲得高額市場(chǎng)收益,進(jìn)一步促進(jìn)了膜技術(shù)產(chǎn)業(yè)循環(huán)良性發(fā)展。同時(shí),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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