膜法水處理技術(shù)是解決資源型缺水和水質(zhì)型缺水問題的重要技術(shù)。其中,高性能膜材料是新型高效分離技術(shù)的核心材料,已經(jīng)成為解決水資源、能源、環(huán)境等領(lǐng)域重大問題的共性技術(shù)之一,在促進(jìn)我國國民經(jīng)濟(jì)發(fā)展、產(chǎn)業(yè)技術(shù)進(jìn)步與增強(qiáng)國際競爭力等方面發(fā)揮著重要作用。高性能反滲透膜材料可以大幅降低膜法制水成本,解決沿海地區(qū)缺水問題;高性能水質(zhì)凈化膜材料可以提高自來水水質(zhì),保障人民身體健康;高強(qiáng)度、抗污染的膜生物反應(yīng)器(MBR)專用膜材料可以實(shí)現(xiàn)市政污水回用,解決城市缺水問題。膜技術(shù)已逐漸成為水處理的主流技術(shù),成為保障我國水安全的重要支撐技術(shù)。
膜技術(shù)作為新型分離技術(shù)已廣泛應(yīng)用于氣體分離、物料分離和水處理,其中水處理領(lǐng)域?qū)δぎa(chǎn)品的需求量最大。
飲用水新的國家標(biāo)準(zhǔn)對微生物、重金屬以及有機(jī)污染物提出了多項(xiàng)新的控制指標(biāo),而目前自來水廠采用的絮凝、沉淀和化學(xué)消毒方法只能適用于以優(yōu)質(zhì)水源為原水的情況,要消除重金屬、有機(jī)污染物、高鹽度、高硬度、毒素及部分致病微生物的影響,必須依靠超濾和反滲透膜技術(shù)。目前我國采用了膜技術(shù)的自來水廠的比例還不到2%。新版《生活飲用水衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)》的實(shí)施,給膜技術(shù)打開了更加廣闊的市場空間,對膜技術(shù)的應(yīng)用推廣起到積極的促進(jìn)作用。另外,通過膜技術(shù)的應(yīng)用以減少水體污染,是從根本上解決飲水安全的必由之路。
提高飲用水安全標(biāo)準(zhǔn),只是保障水安全的一個方面。我國人均水資源占有量只有世界人均水平的1/4,嚴(yán)重缺水的現(xiàn)實(shí)對我國的經(jīng)濟(jì)發(fā)展已經(jīng)形成了制約。億康源飲用水安全資訊中心主任王震介紹說,過去10年間,我國再生水的用量大幅度提高。一方面,由于我國政府加大了對廢水的治理力度,從外部環(huán)境上提高了防治水污染的要求;另一方面,水資源的緊缺成為化工企業(yè)新建擴(kuò)建項(xiàng)目的瓶頸,加大工業(yè)廢水的再生力度,實(shí)現(xiàn)水的循環(huán)利用和零排放也成為企業(yè)的內(nèi)在需求。提高再生水的利用率將成為未來我國化工行業(yè)乃至整個國民經(jīng)濟(jì)可持續(xù)發(fā)展的必然選擇,膜技術(shù)已經(jīng)成為再生水用量提升的重要支撐。
污水處理領(lǐng)域,膜法水資源再生循環(huán)利用技術(shù)是對傳統(tǒng)污泥法的替代,主要應(yīng)用于三個領(lǐng)域:污水處理及回用、給水凈化、海水淡化。目前,膜法水資源再生循環(huán)利用技術(shù)在國內(nèi)應(yīng)用并不普遍,市政污水應(yīng)用占比1.52%,工業(yè)廢水0.28%。
MBR技術(shù)處理市政污水的成本稍高,市場不同與傳統(tǒng)的活性污泥法處理污水相比,MBR和其它膜技術(shù)的成本較高,主要體現(xiàn)在電耗、膜絲更換和設(shè)備折舊上。王震預(yù)計,MBR污水廠可以將污水處理運(yùn)營成本做到約1元/噸水,而傳統(tǒng)法大致在0.5~0.7元/噸。他認(rèn)為,同等出水水質(zhì)下膜技術(shù)成本和其他過濾技術(shù)接近,因此,再生水市場和對水質(zhì)敏感度高的地區(qū)有意愿和能力承受膜技術(shù)污水處理的成本。
根據(jù)國際同行的判斷顯示,全球MBR市場規(guī)模在從1995年僅有1000萬美元,到2010年迅速增長至3.4億美元;MBR在中國有良好前景。我們認(rèn)為,其主要推動力包括法規(guī)、政策,膜成本下降,水資源稀缺,市場對MBR技術(shù)的信心等。我們預(yù)計,MBR技術(shù)在中國有望復(fù)制并加快其在國際上的發(fā)展軌跡。
王震指出,目前膜技術(shù)在水處理領(lǐng)域推廣應(yīng)用存在兩大瓶頸:一是設(shè)備投資和運(yùn)營成本高,以飲用水為例,采用膜技術(shù)處理的飲用水成本會提高15~30%;二是決策機(jī)構(gòu)對民族品牌膜產(chǎn)品不夠信任。要解決高成本問題,最主要的還是要通過技術(shù)創(chuàng)新手段。比如,采用復(fù)合熱致相分離制膜技術(shù)制備聚偏氟乙烯(PVDF)細(xì)管膜、通過技術(shù)創(chuàng)新改變制膜方法降低膜成本,采用組件中增加爆氣裝置、氣提內(nèi)循環(huán)和重力過濾等新技術(shù)大幅度降低運(yùn)營成本。此外,產(chǎn)品本地化也是降低成本的重要途徑。
事實(shí)上,技術(shù)創(chuàng)新和技術(shù)進(jìn)步是一個長期的過程,從原始技術(shù)研發(fā),到生產(chǎn)出產(chǎn)品,到市場應(yīng)用,到客戶反饋,再到技術(shù)修正,這個過程至少需要3~5年。中國的膜技術(shù)要想在水處理市場上贏得信任,還需要市場考驗(yàn)和錘煉。但是,未來有關(guān)水再生和飲水安全方面的先進(jìn)的膜技術(shù)一定會誕生在中國,因?yàn)檫@些技術(shù)的最大市場在中國。
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