第一節(jié) 水處理用膜制品分類與構成 分析

一、水處理用膜制品生產(chǎn) 行業(yè) 產(chǎn)品分類標準

膜的孔徑一般為微米級，依據(jù)其孔徑的不同（或稱為截留分子量），可將膜分為微濾膜、超濾膜、納濾膜和反滲透膜，根據(jù)材料的不同，可分為無機膜和有機膜，無機膜主要還只有微濾級別的膜，主要是陶瓷膜和金屬膜。有機膜是由高分子材料做成的，如醋酸纖維素、芳香族聚酰胺、聚醚砜、聚氟聚合物等等。

二、水處理用膜制品國內市場份額

目前，反滲透膜強大的市場占有率，超濾膜還沒有形成較大的占據(jù)局面，但是在近兩三年來超濾膜開始飛速增長，進入發(fā)展關鍵期。

目前，反滲透膜市場被海德能和陶氏兩大巨頭占據(jù)，超濾膜市場還沒有形成壟斷局面。國內的超濾膜產(chǎn)品在一定程度上對抗，產(chǎn)品品質相對反滲透等產(chǎn)品來說要好得多。國外的超濾膜雖然質量雖好，但是在應用上會低于國產(chǎn)膜，其主要原因是國產(chǎn)膜在價格上占有一定優(yōu)勢。

目前的市場格局是，以科氏為代表的幾個國外知名品牌占據(jù)了國內高端市場，而中低端市場被國內眾多超濾廠家所瓜分，其中的代表企業(yè)有歐美環(huán)境、天津膜天膜，海南立升、大連歐科、匯通源泉等企業(yè)?，F(xiàn)在國內的超濾膜企業(yè)正在以“星星之火可以燎原”之勢發(fā)展壯大，其生產(chǎn)的膜產(chǎn)品質量均屬中等水平，不足以形成壟斷。

第二節(jié) 國內水處理用膜制品 技術工藝 應用 分析

世博園采用超濾膜生物反應器回用雨水

在即將開放的上海世博會園區(qū)內，低碳、環(huán)保的節(jié)水措施隨處可見，從節(jié)水型衛(wèi)生潔具、直飲水臺，到節(jié)水型綠化灌溉設施和污水雨水回收利用系統(tǒng)，于細節(jié)處令“綠色世博”理念深入人心，進一步詮釋了“城市，讓生活更美好”的主題。

2010年3月30日下午，首批世博直飲水臺交付上海世博局，交付儀式在世博園內舉行。世博會期間，數(shù)千萬游客的到來，對水電及交通等基礎設施需求猛增。除供水問題外，生活污水及雨水的處理也將是巨大考驗。世博園中國未來館，則對廢水資源的循環(huán)利用進行了一次生動示范。

據(jù)悉，世博園中國未來館是少數(shù)永久保留的建筑之一。該館采用了立升企業(yè)與同濟大學共同研發(fā)的PVC合金超濾膜生物反應器，對館內生活污水及屋面雨水進行收集、處理及回用，規(guī)模為120噸/天，年處理污水將達4萬多噸，全部回用于沖廁和場館綠化。有關專家介紹，該污水回用技術具有占地少、能耗低等優(yōu)點，對節(jié)能減排具有重大意義，尤其在水環(huán)境問題嚴重的地區(qū)，該技術的推廣將使污水處理廠的生機改造達到國家城市污水排放的一級標準，在一定程度上緩解我國水資源短缺的壓力。據(jù)悉，目前廣西的皇氏奶業(yè)、兩面針、柳州林化等企業(yè)都已采用了該項技術，對企業(yè)生產(chǎn)用水進行回收利用。

第三節(jié) 國外水處理用膜制品 技術工藝 應用 分析

膜技術在水處理中的應用范圍相當廣泛，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，且其應用規(guī)模在不斷擴大。目前，在膜法水處理應用方面領先的國家美國、日本、德國等。

發(fā)達國家如法國、荷蘭、美國等已有越來越多的人口飲用采用膜技術生產(chǎn)的飲用水:法國有一座產(chǎn)水量高達314×105m3/d的膜法凈水廠;英國建設的膜凈水廠最大產(chǎn)水量達到80000m3/d。在淡水資源缺乏的地區(qū)，以海水、苦堿水或處理后的市政污水作為直接或間接飲用水源(回灌地下作為地下飲用水源)，已成為拓展現(xiàn)有水供應的有效方法，如1993年巴黎郊區(qū)建成一座產(chǎn)水量為2800m3/d的納濾凈水廠，利用經(jīng)傳統(tǒng)工藝處理后的地表水生產(chǎn)飲用水，此地表水經(jīng)過三級納濾系統(tǒng)處理，可有效去除其中的殺蟲劑及THAs前體。在全世界范圍內已建成的以二級市政污水為水源生產(chǎn)高質量飲用水的示范性膜法凈水處理廠中，以美國科羅拉多州丹佛市的膜法水處理廠最為有名，其處理系統(tǒng)中的反滲透裝置發(fā)揮著去除總溶解性固體和有機污染物的作用。

關于膜技術的處理成本，美國的自來水領域，用膜法處置的成本已低于其傳統(tǒng)模式。在污水處理領域，使用膜法可以降低占地，從而降低土地利用以及設備成本，另外可以通過膜的長壽命運行來降低它的運行成本，因此，膜法處理污水的成本可能要比傳統(tǒng)方法還要低些。

第四節(jié) 我國水處理用膜制品技術應用成熟度解析

目前我國膜制備生產(chǎn)技術已取得了重大突破，反滲透膜制備技術達到世界先進水平。2008年國產(chǎn)反滲透膜脫鹽率已達到99.7%，屬于國際尖端水平，國產(chǎn)反滲透膜國內市場占有率達到10%。我國在全球范圍內首創(chuàng)PVC合金中空纖維膜技術，填補了國際空白，已成為飲用水深度處理的主流技術；攻克了熱致相分離（TIPS）法制備聚偏氟乙烯中空纖維膜新工藝，突破了國外技術封鎖，在2008年成功實現(xiàn)TIPS小試和中試，并將實現(xiàn)工業(yè)化生產(chǎn)。

第五節(jié) 水處理用膜制品 技術工藝 與市場應用關系 分析

近年來，膜分離技術已成為水處理 行業(yè) 的一支重要力量。2030年中國人口將達到16億，預計用水總量為7000億～8000億立方米，要求供水能力比現(xiàn)在增長1300億～2300億立方米，全國實際可利用水資源量接近合理利用水量上限，因此開發(fā)新的水資源如進行海水淡化勢在必行。而目前采用反滲透膜進行海水淡化是最經(jīng)濟、清潔的方法。此外，近年來我國廢水、污水排放量以每年18億噸的速度增加，全國工業(yè)廢水和生活污水每天的排放量近1.64億噸，其中約80%未經(jīng)處理直接排入水域，因此我國環(huán)保水處理方面對膜應用的需求量很大，將成為水工業(yè)增長潛力最大的領域。

第六節(jié) 不同類型生產(chǎn)工藝優(yōu)缺點比較

常用的制膜方法有相轉化法（流涎、紡絲）和復合法等。

1、相轉化法

用相轉化法制作的反滲透膜，對溶質起分離作用的僅是極薄的表面致密層，其厚度約為膜厚的1/100。膜的透過速度與表面致密層的厚度成反比，可以通過減小表面致密層的厚度提高膜的透過速度，但 研究 表明，要想制得厚度小于0.1(m的表面致密層是極為困難的。

在壓力作用下，膜的壓密使得膜的透過速度下降。膜的壓密主要發(fā)生在介于表面致密層和下面多孔支撐層之間的過渡層，從而增加了膜的透過阻力。盡管有的 研究 指出，透過速度的下降與表面致密層的結構變化有關，但是只要操作壓力不超過表面致密層高分子的屈服點，透過速度下降的主要原因仍在于過渡層的致密。因此，從減小表面致密層的厚度和解決過渡層壓密的角度看，單純依靠改進相轉化法制膜工藝來提高膜性能是有限度的。

2、復合法

采用其它工藝分別制備致密的超薄脫鹽層和多孔支撐層，然后將兩部分進行復合，這樣既可以減小表面致密層的厚度，又可以取消易引起壓密的過渡層，還可以選擇堅韌的材質制備多孔支撐層，選擇高脫鹽的材質制備超薄脫鹽層，從而使膜同時具有較高的溶質分離率和溶劑透過速度，這是制作復合膜的基本設想。其特點如下：

1）可以選用不同的材質制作超薄脫鹽層和多孔支撐層，使它們的功能分別達到最優(yōu)化，從而優(yōu)化復合膜的性能。

2）可以用不同方法制作高交聯(lián)度和帶離子性基團的超薄脫鹽層，厚度可以控制到0.01-0.1m，從而使得膜對無機物特別是對有機物具有良好的分離率和較高透水速度，同時還具有良好的物化穩(wěn)定性和耐壓密性。

3）根據(jù)不同的應用特性，可以制作不同厚度的超薄脫鹽層。

4）大部分復合膜可以制成干膜，有利于膜的運輸和保存。

目前，復合膜的制作通常是先制作多孔支撐層，然后直接在多孔支撐層上以各種方法制作超薄脫鹽層。對多孔支撐層，要求有適當大小的孔密度、孔徑和孔徑分布，有良好的耐壓密性和物化穩(wěn)定性。由于聚砜原料廉價易得，制膜簡單，有良好的機械強度和抗壓密性，有良好的化學穩(wěn)定性，無毒，能抗微生物降解，膜可進行干燥，并對透水速度影響不大，所以目前工業(yè)上絕大多數(shù)復合膜主要采用聚砜多孔支撐膜作為支撐層。

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