第一節(jié) 水處理用膜制品分類與構(gòu)成 分析
一、水處理用膜制品生產(chǎn) 行業(yè) 產(chǎn)品分類標(biāo)準(zhǔn)
膜的孔徑一般為微米級(jí)，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(jī)膜和有機(jī)膜，無機(jī)膜主要還只有微濾級(jí)別的膜，主要是陶瓷膜和金屬膜。有機(jī)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(nèi)市場份額
目前，反滲透膜強(qiáng)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(jìn)入發(fā)展關(guān)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(nèi)的超濾膜產(chǎn)品在一定程度上對(duì)抗，產(chǎn)品品質(zhì)相對(duì)反滲透等產(chǎn)品來說要好得多。國外的超濾膜雖然質(zhì)量雖好，但是在應(yīng)用上會(huì)低于國產(chǎn)膜，其主要原因是國產(chǎn)膜在價(jià)格上占有一定優(yōu)勢(shì)。
目前的市場格局是，以科氏為代表的幾個(gè)國外知名品牌占據(jù)了國內(nèi)高端市場，而中低端市場被國內(nèi)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)。現(xiàn)在國內(nèi)的超濾膜企業(yè)正在以“星星之火可以燎原”之勢(shì)發(fā)展壯大，其生產(chǎn)的膜產(chǎn)品質(zhì)量均屬中等水平，不足以形成壟斷。
第二節(jié) 國內(nèi)水處理用膜制品 技術(shù)工藝 應(yīng)用 分析
世博園采用超濾膜生物反應(yīng)器回用雨水
在即將開放的上海世博會(huì)園區(qū)內(nèi)，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(tái)，到節(jié)水型綠化灌溉設(shè)施和污水雨水回收利用系統(tǒng)，于細(xì)節(jié)處令“綠色世博”理念深入人心，進(jìn)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(tái)交付上海世博局，交付儀式在世博園內(nèi)舉行。世博會(huì)期間，數(shù)千萬游客的到來，對(duì)水電及交通等基礎(chǔ)設(shè)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(yàn)。世博園中國未來館，則對(duì)廢水資源的循環(huán)利用進(jìn)行了一次生動(dòng)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(jì)大學(xué)共同研發(fā)的PVC合金超濾膜生物反應(yīng)器，對(duì)館內(nèi)生活污水及屋面雨水進(jìn)行收集、處理及回用，規(guī)模為120噸/天，年處理污水將達(dá)4萬多噸，全部回用于沖廁和場館綠化。有關(guān)專家介紹，該污水回用技術(shù)具有占地少、能耗低等優(yōu)點(diǎn)，對(duì)節(jié)能減排具有重大意義，尤其在水環(huán)境問題嚴(yán)重的地區(qū)，該技術(shù)的推廣將使污水處理廠的生機(jī)改造達(dá)到國家城市污水排放的一級(jí)標(biāo)準(zhǔn)，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(xiàng)技術(shù)，對(duì)企業(yè)生產(chǎn)用水進(jìn)行回收利用。
第三節(jié) 國外水處理用膜制品 技術(shù)工藝 應(yīng)用 分析
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)用方面領(lǐng)先的國家美國、日本、德國等。
發(fā)達(dá)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(shù)生產(chǎn)的飲用水:法國有一座產(chǎn)水量高達(dá)314×105m3/d的膜法凈水廠;英國建設(shè)的膜凈水廠最大產(chǎn)水量達(dá)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(yīng)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(jí)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(nèi)已建成的以二級(jí)市政污水為水源生產(chǎn)高質(zhì)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?cè)芙庑怨腆w和有機(jī)污染物的作用。
關(guān)于膜技術(shù)的處理成本，美國的自來水領(lǐng)域，用膜法處置的成本已低于其傳統(tǒng)模式。在污水處理領(lǐng)域，使用膜法可以降低占地，從而降低土地利用以及設(shè)備成本，另外可以通過膜的長壽命運(yùn)行來降低它的運(yùn)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(shù)應(yīng)用成熟度解析
目前我國膜制備生產(chǎn)技術(shù)已取得了重大突破，反滲透膜制備技術(shù)達(dá)到世界先進(jìn)水平。2008年國產(chǎn)反滲透膜脫鹽率已達(dá)到99.7%，屬于國際尖端水平，國產(chǎn)反滲透膜國內(nèi)市場占有率達(dá)到10%。我國在全球范圍內(nèi)首創(chuàng)PVC合金中空纖維膜技術(shù)，填補(bǔ)了國際空白，已成為飲用水深度處理的主流技術(shù)；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(shù)封鎖，在2008年成功實(shí)現(xiàn)TIPS小試和中試，并將實(shí)現(xiàn)工業(yè)化生產(chǎn)。
第五節(jié) 水處理用膜制品 技術(shù)工藝 與市場應(yīng)用關(guān)系 分析
近年來，膜分離技術(shù)已成為水處理 行業(yè) 的一支重要力量。2030年中國人口將達(dá)到16億，預(yù)計(jì)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(shí)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(jìn)行海水淡化勢(shì)在必行。而目前采用反滲透膜進(jìn)行海水淡化是最經(jīng)濟(jì)、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(duì)膜應(yīng)用的需求量很大，將成為水工業(yè)增長潛力最大的領(lǐng)域。
第六節(jié) 不同類型生產(chǎn)工藝優(yōu)缺點(diǎn)比較
常用的制膜方法有相轉(zhuǎn)化法（流涎、紡絲）和復(fù)合法等。
1、相轉(zhuǎn)化法
用相轉(zhuǎn)化法制作的反滲透膜，對(duì)溶質(zhì)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(jié)構(gòu)變化有關(guān)，但是只要操作壓力不超過表面致密層高分子的屈服點(diǎn)，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(jìn)相轉(zhuǎn)化法制膜工藝來提高膜性能是有限度的。
2、復(fù)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(jìn)行復(fù)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(jiān)韌的材質(zhì)制備多孔支撐層，選擇高脫鹽的材質(zhì)制備超薄脫鹽層，從而使膜同時(shí)具有較高的溶質(zhì)分離率和溶劑透過速度，這是制作復(fù)合膜的基本設(shè)想。其特點(diǎn)如下：
1）可以選用不同的材質(zhì)制作超薄脫鹽層和多孔支撐層，使它們的功能分別達(dá)到最優(yōu)化，從而優(yōu)化復(fù)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(tuán)的超薄脫鹽層，厚度可以控制到0.01-0.1m，從而使得膜對(duì)無機(jī)物特別是對(duì)有機(jī)物具有良好的分離率和較高透水速度，同時(shí)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(yīng)用特性，可以制作不同厚度的超薄脫鹽層。
4）大部分復(fù)合膜可以制成干膜，有利于膜的運(yùn)輸和保存。
目前，復(fù)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(duì)多孔支撐層，要求有適當(dāng)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(jià)易得，制膜簡單，有良好的機(jī)械強(qiáng)度和抗壓密性，有良好的化學(xué)穩(wěn)定性，無毒，能抗微生物降解，膜可進(jìn)行干燥，并對(duì)透水速度影響不大，所以目前工業(yè)上絕大多數(shù)復(fù)合膜主要采用聚砜多孔支撐膜作為支撐層。
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