我國的高分子膜法水處理的規(guī)?；I(yè)應(yīng)用是在80年代中后期從反滲透（RO）膜開始的。最早多用于半導(dǎo)體，電子行業(yè)的超純水用途。隨著反滲透的應(yīng)用領(lǐng)域迅速擴展到火力發(fā)電廠鍋爐補給水的初級脫鹽，應(yīng)用規(guī)模開始突破單套反滲透裝置產(chǎn)水量200噸/小時。我最早接觸到反滲透膜在國內(nèi)的工業(yè)應(yīng)用項目是在90年代初，當(dāng)時我在日本的膜廠家日東電工公司（該公司于1987年收購了美國海德能公司）工作，經(jīng)?；貒鴧⒓蛹夹g(shù)交流與產(chǎn)品推廣。那時參觀過的較為大型的終端用戶有無錫華晶半導(dǎo)體廠，上海石洞口電廠，上海楊樹浦電廠，天津軍糧城電廠等，那時美國杜邦公司B-9，B-10中空纖維反滲透在國內(nèi)有過幾個大型業(yè)績，但后來逐漸被預(yù)處理要求較低的卷式反滲透膜取代了。卷式反滲透膜中，直到90年代中期，國內(nèi)還有一些使用醋酸纖維素（CA）材質(zhì)的大型反滲透項目。記得鄭州熱電廠的CA膜是當(dāng)時國內(nèi)使用壽命使用壽命最長（7年），運行效果最好的大型CA膜案例之一，本刊主編苗偉先生當(dāng)時就在此廠任職水處理車間主任。92年我直接參與過西安渭河電廠海德能CA膜項目的銷售工作，但CA膜最終還是被操作壓力較低，脫鹽率較高的聚酰胺（PA）復(fù)合膜代替了。90年的深圳賽格日立顯像管廠超純水系統(tǒng)是日東電工/海德能公司在中國最早的PA復(fù)合反滲透膜大型項目，當(dāng)時此膜的采用還得到了后來成為工程院院士的國內(nèi)膜專家高叢堦先生的大力推薦。直到90年代中期，反滲透的主要競爭技術(shù)為傳統(tǒng)的離子交換樹脂和80年代后期興起的使用離子交換膜的電滲析技術(shù)。當(dāng)時國內(nèi)電廠水處理專家們討論離子交換和反滲透技術(shù)比較的成本損益平衡點選在了進水含鹽量(TDS)800-1000毫克/升,隨著膜成本的下降與膜技術(shù)的進步，21世紀始，國內(nèi)進水含鹽量在100-200毫克/升的許多項目也都選擇了反滲透。除了工業(yè)純水制備外，國內(nèi)很早就開始了苦鹽水脫鹽和污水處理的反滲透應(yīng)用。從90年起我參與過日東電工/海德能和上海工業(yè)用水中心合作，開展上海金山石化污水處理反滲透項目中試，與中科院生態(tài)環(huán)境中心在北京燕山石化污水反滲透中試和新疆塔里木油田從高鹽度苦咸水制取生活用水等項目。經(jīng)過多年的各方努力，反滲透的普及確實給國內(nèi)水處理帶來了巨大的技術(shù)進步?，F(xiàn)在國內(nèi)的海水及苦咸水淡化，各行各業(yè)的純水制造和廢水脫鹽回用都已普遍使用反滲透技術(shù)，單項工程應(yīng)用規(guī)模也已突破日產(chǎn)純水20萬噸。除了脫鹽率99%以上的RO膜外，主要注重除硬及部分脫鹽的納濾（NF）膜也開始在國內(nèi)工業(yè)水處理市場占據(jù)一席之地。目前國內(nèi)RO/NF膜應(yīng)用的最大市場仍是以下兩個領(lǐng)域：一是大型鍋爐補給水及循環(huán)冷卻水處理，二是市政及工業(yè)污水回用脫鹽處理。市政供水領(lǐng)域的RO/NF應(yīng)用還沒有取得重大突破。另外國外一些國家RO膜已占據(jù)海水淡化領(lǐng)域的很大市場，由于種種原因，我國的市場發(fā)展還不盡人意，雖然國內(nèi)海水淡化大部分使用RO工藝，單套RO裝置日產(chǎn)水量也突破萬噸級規(guī)模，但目前全國海水淡化裝置制水能力總量也只有區(qū)區(qū)日產(chǎn)百萬噸左右，與我國淡水資源開發(fā)需求和海洋大國的地位很不相符。海水淡化也是少數(shù)幾個沒有達到“十一五”國家發(fā)展目標的領(lǐng)域之一。相信今后十年，我國沿海地區(qū)的海水淡化事業(yè)會迎來規(guī)模發(fā)展期，RO膜和與之配套的各種膜技術(shù)會因此大獲收益。

UF/MF/MBR膜的興起標志著進入膜法水處理時代

相對于RO/NF膜的主要功能是去除水中溶解性雜質(zhì)，即膜脫鹽，超濾（UF）、微濾（MF）和屬于同一膜種的膜生物反應(yīng)器MBR膜的主要功能是去除水中的非溶解性雜質(zhì)，即膜過濾。顯而易見，從水處理市場應(yīng)用規(guī)律與規(guī)模上講，制造凈水的UF/MF/MBR等過濾膜的市場需求要遠大于制造純水的RO/NF膜。何況RO/NF系統(tǒng)的前處理工藝也已經(jīng)越來越多的采用UF/MF/MBR過濾膜。膜過濾的競爭技術(shù)是以石英砂為代表的傳統(tǒng)濾材過濾技術(shù)，只有膜過濾與傳統(tǒng)濾材過濾相比，取得明顯的技術(shù)及市場競爭優(yōu)勢，膜過濾才能實現(xiàn)規(guī)?；袌鰬?yīng)用并成為水處理主流技術(shù)之一，才標志著中國進入膜法水處理時代。膜法水處理的黎明期是用于高純水和飲用純水，發(fā)展期是工業(yè)純水和回用再生水，而膜產(chǎn)業(yè)的明天是得市政者得天下，贏污水者贏未來。

上世紀80年代，國內(nèi)壓力式UF膜和MF膜開始用于中小型水凈化處理，90年代MBR開始用于地埋式污水處理裝置。97年我在東莞虎門自來水廠見到的日產(chǎn)一萬噸MF系統(tǒng)是國內(nèi)最早的國產(chǎn)膜法水廠之一，該系統(tǒng)使用東莞新紀元公司自制的PE燒結(jié)管式膜。進入21世紀以后，UF，MF及MBR膜開始大規(guī)模進入工業(yè)及市政水處理，在管式，平板，卷式與中空絲等4種主要水處理膜組件形式中，與RO膜是卷式膜占主要市場不同，UF/MF/MBR膜是中空絲膜組件的市場最大。UF/MF膜用于復(fù)雜給水和生化處理后污水的RO前處理取得了很大成功，形成了后來稱為“雙膜法”的膜集成水處理工藝。2002年建成的天津泰達開發(fā)區(qū)污水廠的壓力式MF+RO系統(tǒng)是國內(nèi)最早的雙膜法大型市政再生水項目之一。天津后續(xù)幾個大型污水廠大都使用了壓力式或浸沒式UF＋RO工藝生產(chǎn)再生水?，F(xiàn)在不僅雙膜法在國內(nèi)十分普及，還出現(xiàn)了越來越多的由（UF/MBR）、(RO/NF)加上電除鹽膜（EDI）構(gòu)成的“全膜法”工藝，可直接從污水生產(chǎn)高純水。此外僅用UF或MBR的“單膜過濾”系統(tǒng)近幾年發(fā)展更為迅速?，F(xiàn)在日產(chǎn)水10萬噸以上的UF或MBR大型市政污水處理廠和UF市政供水廠在國內(nèi)已建成近百個項目，如日產(chǎn)水55萬噸的北京清河再生水廠就分別采用了浸沒式UF，內(nèi)壓式UF，外壓式UF和MBR等4種膜過濾工藝。北京已經(jīng)開始建設(shè)堪稱世界級的日產(chǎn)水100萬噸UF再生水廠和日產(chǎn)50萬噸UF供水廠，我國的膜法水處理規(guī)模已經(jīng)進入世界前列。

在膜法水處理市場，無論是壓力式還是浸沒式膜組件，近年來MF膜逐漸被分離性能更高的UF膜所取代。而UF膜細分市場，傳統(tǒng)的聚砜（PS），聚醚砜（PES）制成的內(nèi)壓式UF膜還保持增長態(tài)勢，但近幾年國內(nèi)市場也開始明顯轉(zhuǎn)向聚偏氟乙烯（PVDF）外壓膜，其原因大致有以下三點：一是外壓膜的膜表面積更大，單位膜面積的成本低，二是PVDF膜的柔韌性和抗氧化性更好，三是近年興起的熱致相轉(zhuǎn)換（TIPS）制膜法的膜絲強度更高。特別是處理水質(zhì)更為惡劣，對膜絲要求更為苛刻的浸沒式UF和MBR膜組件，絕大部分膜廠家的膜材質(zhì)幾乎都從聚丙烯（PP）、聚乙烯（PE）拉伸多孔微濾膜等轉(zhuǎn)向PVDF。

為大幅提高膜絲強度，浸沒式膜絲還出現(xiàn)了在內(nèi)襯編織管外側(cè)涂覆PVDF的加襯膜。這兩年，國內(nèi)膜廠家還在國際上率先推出在中空膜絲壁內(nèi)直接加入幾根化纖的“砼式膜”,“中襯膜”。另一方面，海南立升公司世界首創(chuàng)的廉價的聚乙烯（PVC）材質(zhì)的內(nèi)壓及浸沒式超濾膜在國內(nèi)外建立了包括臺灣高雄30萬噸水廠在內(nèi)的很多成功案例，在世界膜發(fā)展史上樹立了中國膜的一面旗幟。與RO膜國內(nèi)工業(yè)市場仍被美國，日本膜公司壟斷有所不同，國產(chǎn)的UF，MBR膜成長迅速，已成功用于國內(nèi)許多堪稱為世界級的超大型項目，總量上已經(jīng)開始占據(jù)市場優(yōu)勢。北京碧水源，天津膜天等國內(nèi)膜廠家也實現(xiàn)了創(chuàng)業(yè)板上市。

國內(nèi)膜市場的發(fā)展

截止上世紀90年代，國內(nèi)膜法水處理工程市場活躍著許多外國公司，占據(jù)了相當(dāng)?shù)膰鴥?nèi)市場份額。進入21世紀以來，國內(nèi)工程公司成長迅速，還涌現(xiàn)了一批上市企業(yè)。目前不僅奪取了九成以上的國內(nèi)工程市場份額，也開始在國外承建大型膜法水處理工程。這一優(yōu)勢還在不斷擴大，除大型半導(dǎo)體超純水，高難廢水回用等少數(shù)領(lǐng)域和特定國外投資項目外，即便是知名的外國工程公司今后在國內(nèi)一般膜法水處理項目上拿到訂單已越來越困難。但水處理用膜產(chǎn)品市場方面，在目前充分國際化，市場化的國內(nèi)市場上，國產(chǎn)膜還沒有占據(jù)優(yōu)勢地位。特別是國內(nèi)應(yīng)用最早，產(chǎn)品成熟度最高的卷式RO膜。80年代后半

期已經(jīng)出現(xiàn)國產(chǎn)RO膜，起步并不算晚。91年我曾在杭州無線電廠參觀過杭州水處理中心建設(shè)的首套國產(chǎn)反滲透膜5噸/小時超純水裝置。由于卷式RO膜制造技術(shù)與投資規(guī)模門檻較高，美國產(chǎn)品早期形成的世界壟斷，致使全世界工業(yè)卷式反滲透膜的外形尺寸高度統(tǒng)

一，且均為美國規(guī)格。絕大部分廠家的膜元件長度均為40英寸（1m），直徑則有4英寸，8英寸和16英寸三種。16英寸雖已面市幾年，但市場普及速度遠未達到預(yù)期。在主力的8英寸膜市場，在目前50-55萬支/年的國內(nèi)市場容量中，以陶氏，海德能，東麗，GE，熊津,科式為代表的外國品牌還是占據(jù)了85%以上的份額，即8英寸工業(yè)用膜市場，國內(nèi)還是處于呼喚國產(chǎn)品牌的時期。但在技術(shù)要求稍低，品牌效應(yīng)較弱的4英寸膜市場則情況大有不同。在目前25-30萬支/年的國內(nèi)市場容量中，以時代沃頓公司為代表的國產(chǎn)品牌已基本占據(jù)半壁江山，且還有大量國產(chǎn)4英寸膜遠銷國外。此外在2.5英寸以下的家用/商用膜市場方面，數(shù)百萬支/年的國產(chǎn)反滲透膜在整個亞洲市場已逐漸占據(jù)優(yōu)勢地位。

隨著水資源問題愈發(fā)成為關(guān)注焦點和環(huán)保產(chǎn)業(yè)的快速發(fā)展，近幾年新一輪水處理膜產(chǎn)品的投資熱潮正在興起。以RO膜為例，除了已在中國打拼多年的十幾家外國反滲透膜廠家（含管式，中空，碟管，平板等卷式以外的組件形式）仍處于此消彼長的激烈競爭態(tài)勢外，還有5-6家新興的外國膜廠家正在進入國內(nèi)市場。國內(nèi)RO膜廠家，除知名的貴陽時代沃頓和杭州北斗星公司外，長沙，汕頭，北京等地的國內(nèi)膜企業(yè)也開始陸續(xù)投產(chǎn)，包擴一些上市企業(yè)在內(nèi)的國內(nèi)公司也在準備進軍反滲透膜制造市場。目前正在建設(shè)和宣布開始建設(shè)的國內(nèi)反滲透膜廠家已有十幾家。預(yù)計今后幾年內(nèi)，國內(nèi)RO/NF膜的市場競爭格局會發(fā)生明顯變化。

UF,MF，MBR膜產(chǎn)品方面，由于適用水質(zhì)范圍和應(yīng)用領(lǐng)域遠比RO寬泛得多，還沒有一種產(chǎn)品可以包打天下。對于UF/MF/MBR膜，無論是膜材質(zhì)及制膜機理，膜及膜組件形式，還是系統(tǒng)集成和應(yīng)用技術(shù)都還處于日新月異的大發(fā)展時期，技術(shù)創(chuàng)新的廣度與速度遠高于RO膜。雖然在各細分產(chǎn)品市場都各有幾個國際及國內(nèi)知名品牌，但還遠沒有形成市場壟斷。國內(nèi)的UF/MF/MBR膜廠家除規(guī)模較大的十幾家外，總數(shù)已經(jīng)超過200家，新的企業(yè)還在不斷涌現(xiàn)，這種“千帆竟發(fā)，百舸爭流”的市場繁榮和競爭格局還會持續(xù)相當(dāng)長的時間。

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