• 我國水處理膜材料的應用分析 千億市場未來可期!

    2019年07月12日

    摘要:近年來我國水資源短缺問題越來越嚴重,我們認為這種現象仍將會持續。隨著居民日益增長的水環境需求,政府監管措施不斷從嚴,企業在水處理技術研發上的投入不斷增加。

    因此,發展高效節能的水處理膜材料,已經變成一項迫切的任務。開發高質量水污染治理產品,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應用進行分析。

    近年來我國環保產業發展十分迅速,產業協會的數據顯示,“十二五”期間,我國環保產業年均增長速度達到26.9%,預計“十三五”期間,環保行業或將持續保持20-30%年高速增長,環保行業己進入一個可預期的快速增長周期。

    我國環保產業的增長速度遠遠超過國民經濟和工業行業的增長速度,尤其是我國水處理行業規模不斷增長,水處理膜行業未來也迎來了絕佳的發展時期。

    政策監管趨嚴為膜材料產業發展提供機遇

    新環保法明確了法律追究主體、法律制裁方式。

    2018年新修訂的《中華人民共和國環境保護法》進一步明確了政府對環境保護監督管理職責,完善了生態保護紅線等環境保護基本制度,強化了企業污染防治責任,加大了對環境違法行為的法律制裁,在環境法規的實施中,對違法的單位或個人,根據其違法行為的性質、危害后果和主觀因素的不同、要追究法律責任,分別給予刑事、行政、民事三種不同的法律制裁。

    法律條文也從原來的47條增加到70條,增強了法律的可執行性和可操作性。被稱為“史上最嚴”的環境保護法。

    環保督查力度不斷強化。2017年“12369”環保舉報管理平臺接到舉報電話618856件,處理618583件,辦結率99.9%。2017年河北省第三批、四批督查進駐期間,問責干部1.8萬人。在環保督察不斷加強背景下,工業企業及工業園區也從被動治污向主動治污、防污轉變。

    針對工業廢水不達標問題,尤其是工業園區工業廢水治理不達標問題,環保部在2016年12月印發《關于實施工業污染源全面達標排放計劃的通知》,到2017年9月環境保護部印發《工業集聚區水污染治理任務推進方案》,均聚焦并加大了工業污水治理力度,在逐漸完善健全工業污染治理體系中起到了很大的拉動作用,同時對工業污染治理形成倒逼態勢(表1)。

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    政策趨嚴催生水處理膜材料行業發展。中國已出臺10多項工業廢水處理行業相關標準、30多項水污染物排放國家環境標準、20多項水污染物排放地方環境標準用于規范指標行業發展。

    2015年《中國膜行業“十三五”戰略發展規劃》提出功能膜產值在“十二五”的基礎上實現翻番,微濾膜和超濾膜質量技術指標實現新突破,國內市場占比達到60%~80%。

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    水處理膜產業現狀

    近年來水處理膜材料市場發展迅速.據2018年發布的《膜與水處理行業發展研究報告(2018)》數據顯示,在2015-2017期間,水處理膜年行業年均復合增長率達到18%。2017年中國水處理膜行業市場規模為710億元,同比增長18.3%,預計到2018年中國水處理膜行業市場規模將達到852億元。

    我國水處理膜技術與國際發達經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、日東電工、日本東麗、韓國熊津、GE、科氏等國外知名企業牢牢占據,高端市場占比達90%之多。

    我國企業主要占據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家生產企業,外資系品牌企業高達6家,外資系品牌在滲透膜市場占據壟斷地位,市場占有率超過90%。

    水處理膜主要應用在三個領域:市政污水處理、工業污水深度處理、海水淡化脫鹽。

    其中市政污水處理市場主要應用為膜生物反應器(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,膜構型主要采用中空纖維膜或平板膜。

    據統計,截止到2017年我國萬噸級以上的MBR市政污水處理廠200多座。根據工業污水深度處理工藝,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,改善出水水質的目的。

    同時深度處理回用系統采用雙膜法工藝,雙膜法工藝流程簡單、結構緊湊、占地面積小、自動化程度高、操作簡便,無需投加大量化學藥品。

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    在海水淡化脫鹽領域主要應用膜為反滲透膜(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。反滲透膜供應商包括陶氏化學、西門子、東麗、海德能、津膜科技等。

    膜材料技術發展取得不斷突破。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,在某些特殊行業的水處理中也有涉足,且其應用規模在不斷擴大。

    目前,在膜法水處理應用方面領先的國家有美國、日本、德國等。中國膜產業也已經進入快速增長期,膜產業發展前景十分廣闊。

    微濾、超濾、反滲透等膜技術在海水淡化、給水處理、污水處理與回用等領域的工程應用規模迅速擴大,多個具有標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相繼建成。

    在MBR領域,我國應用研隨著近幾年研發投入加大及擴大與國際企業實行戰略合作力度,國內膜技術發展十分迅速,尤其是MBR領域,國內已經形成一批具有初步實力的企業。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。

    自主研發背景下涌現出一些膜材料技術領先者,中南大學研發的具有pH響應可切換濕潤性油水分離膜能夠通過調節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、重復使用性能好(重復25次分離性能基本不變,7天內性能幾乎無衰減),易再生。

    自主設計了具有工業處理規模的連續化膜分離油水分離器,通過搭載自主研發的pH響應可切換潤濕性油水分離膜,能夠應用于工業級的油水分離處理。

    我國水處理膜材料技術行業發展趨勢

    膜材料市場將持續保持高速度增長。預計2018-2020年中國水處理膜行業市場規模年均復合增速為20%,到2018年中國水處理膜行業市場規模將達到852億元,到2020年將達到1227億元。我國水處理膜材料市場應用也將呈現下沉化趨勢發展,將由單一發達城市為主,向三四線城市及城鎮農村。

    膜技術發展將不斷取得突破。膜產業是戰略性新興產業一部分,得到了國家的高度重視和支持,膜產業迅速崛起。

    但我國水處理膜技術發展歷程短,在高端膜材料、及其元件及組件方面與發達國家在技術上存在很大差距,許多理論上和技術上的研究還有較大提高空間。

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    抓住發達國家膜技術向我國轉移力度加大機遇,縮小與國際領先企業間差距。在科技創新領域,我國與發達經濟體之間存在很大差距,尤其在新材料方面表現得尤其突出,膜材料技術恰恰就是新材料領域一個細分領域。因此,如何縮小與他們之間的研發及技術差距,已成為一個嚴峻而迫切的任務。

    但近年來歐美日韓等發達經濟體國家,面對中國如此龐大的水污染處理市場紛紛拋出橄欖枝。從初級階段設備廠商的身份轉變成通過并購、合資或者成立獨資子公司,國內外業采取多樣化戰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保,成立久保田國禎環保工程科技有限公司,并引進久保田膜設備的生產技術,專門從事MBR設備生產、研發、銷售及污水工程總承包。

    日本東麗株式會社聯合中國藍星集團,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線,在中國建立反滲透全套產品生產基地;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品品質。

    結語

    隨著我國環保產業規模不斷擴大,環保市場前景越來越廣闊。高端膜材料技術仍然與發達國家存在較大差距。

    但隨著近年來連續不斷的政策支持和企業自主研發投入加大,國內膜技術也進展迅速,同時膜技術應用也從發達城市下沉到城鎮農村地區,膜材料應用市場不斷擴大,也為膜材料研發、生產企業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產業循環良性發展。同時,也為百姓創造一片碧水青山提供完善的科學技術支持。

    來源:淄博普菲特水處理設備有限公司

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