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海水淡化、污水处理逐渐成为生命之源,小小反渗透膜将承载“千金”之重

  日期:2022-02-28 09:57:04  浏览量:104   移动端
导读:海水资源占全球水资源的97.5%,海水资源是大自然赐予我们的宝贵财富,在水资源稀缺的今天,海水资源也得到了利用,海水资源利用

海水资源占全球水资源的97.5%,海水资源是大自然赐予我们的宝贵财富,在水资源稀缺的今天,海水资源也得到了利用,海水资源利用主要包括海水淡化利用、化学资源利用和海水直接利用。



现在我们所说的水资源,一般是指可以直接利用的淡水资源。将海水转化为可直接使用的淡水,可以有效地解决沿海和近海地区淡水短缺的问题,由于沿海经济的原因,这些地区通常比较发达。还有许多其他行业,因此对淡水的需求量很大,虽然这些地区淡水较少,但海水资源丰富,这也是这些地区的优势。目前,随着科学技术的进步,热法和膜法已成为海水淡化的主流技术。随着膜技术的发展,



我国水处理产业发展已经进入转方式、调结构、换动能的关键时期,供需多元化格局越来越清晰,结构低碳化趋势越来越明显,产业链系统化特征越来越突出,水处理产业由此迎来了机遇与挑战并存的局面。




随着以清洁低碳为特征的新一轮“节流开源”蓬勃兴起,海水淡化将成为今后我国水资源利用的主要形式。受政策环境改善、成本下降等多重因素影响,我国海水淡化市场规模快速扩大,我国海水淡化设备投资规模也不断增长。



根据发改委、海洋局联合印发的《全国海水利用“十三五”规划》,到2020年全国海水淡化总规模达到220万吨/日以上。预计“十三五”中后期,国内海水淡化将保持中高速增长态势,到2023年海水淡化产水规模将达到285万吨/日,产业发展将再上新台阶。



其中,整体产业链保持中速平稳增长,海水淡化项目有望实现高速快速增长,膜设备、反渗透设备等水处理设备利用形式完成初步规模化示范,海水淡化产业发展将再上新台阶。



反渗透膜技术成海水淡化主要方式



反渗透膜技术在海水淡化行业中占有相当大的比重,已成为海水淡化的热门技术。全球海水淡化技术中反渗透占总产能的65%,多级闪蒸占21%,电去离子占7%,电渗析占3%,纳滤占2%,其他占2%。



反渗透膜工艺本身无法去除相应的杂质分子或离子,就需要通过膜分离原理实现杂质大 分子的分离,随后将杂质富集到浓水中进行集中排放。系统的浓缩系数与反渗透处理后 废水的回收率在实际应用中呈现相似的趋势。



根据当地污水水质参数,结合废水排放标准,可以确定反渗透处理的工艺流程。国网能 源哈密煤电有限公司发表的反渗透工艺流程显示,第一步,经过缓冲水池可使反渗透浓 盐水的水质和水量进行一定程度的调节;接着,加入一定量的 NaOH,使其与体系中 Ca2+ 发生化学反应形成 Ca(OH)2 沉淀,即可通过微滤膜将沉淀分离出来;在上述废水预处理 环节完成后,向其中加入 HCl,与体系中残留的 OH-反应,进行 pH 调节;最后,将得到 反渗透产水收回进入到回用水箱中储备起来待用。 在上述反渗透工艺中,如果将该工艺与化学软化技术和新型过滤分离技术相结合,直接 从反渗透浓水中去除硬度、碱度和硅垢,则可大大提高系统的整体回收效率。




市场格局:美日占领全球过半份额,中国玩家奋起直追



反渗透膜是实现反渗透的核心元件,是一种模拟生物半透膜而制成的具有一定特性的人工半透膜。反渗透膜孔径较小,可有效去除水中的胶体、微生物、溶解盐类以及有机物,根据脱盐需要,反渗透膜一般由醋酸纤维素、芳香族聚酰肼、芳香族聚酰胺等高分子材料制成。反渗透膜应用领域广泛,涉及到医药、食品饮料、海水淡化、石油化工、电力等多个领域。



根据新思界产业研究中心发布的《2021年反渗透膜行业投资前景及投资策略研究报告》显示,目前在全球及中国反渗透膜市场中,国外企业仍占据市场主要份额,例如美国海德能、美国陶氏化学、日东电工、日本东丽、韩国世韩等企业,其中美国陶氏化学、日东电工为反渗透膜行业领头企业,两家企业约占据全球反渗透膜市场52%的份额。



相比于国外市场,我国反渗透膜行业起步较晚,但发展到目前,我国已成为全球重要的反渗透膜生产及消费国家。得益于市场需求不断释放,我国入局反渗透膜市场的企业数量逐渐增加,反渗透膜生产能力大幅提升,现阶段,国内可规模化生产反渗透膜的企业包括时代沃顿、蓝星东丽、沁森高科、唐山海清、天津膜天等。但从产品方面来看,我国反渗透膜产品主要集中在中低端领域,高端反渗透膜生产能力不足,进口依赖度仍较高,因此在国际市场竞争中,国产反渗透膜常处于劣势地位,未来我国反渗透膜市场提升空间广阔。



如今,随着国内玩家在民用和商用净水器市场的反渗透膜技术越来越成熟,市场也越来越饱和,国内反渗透膜玩家开始转战向在海水淡化、苦碱水处理、零排放等领域,例如南方汇通、中化国际、万华化学、沁森高科等。他们重点瞄准工业盐水浓缩和零排放相关的应用,希望可以开发出能与国外领先膜玩家竞争的反渗透膜产品,从而打破国外高端玩家在该领域的主导地位。



反渗透膜行业属于技术驱动型产业,目前我国反渗透膜市场发展仍处于生长期,为保证行业健康可持续化发展,相关企业需加大自主研发创新能力,推进技术升级,优化和完善产品结构等。近年来,在国家鼓励发展绿色工业、高新技术产业相关政策的驱动下,我国反渗透膜行业取得了较大进步,国产产品参数基本达到了国际平均水平,国产反渗透膜与国际产品的差距逐渐缩小。随着下游需求规模扩大,市场对反渗透膜的要求将不断提升,未来我国反渗透膜行业发展将逐渐向高端化、环保化、高效化等方向转变。



国内膜玩家看好纳滤膜的市场前景,纳滤未来市场增速较为可观



在再生水政策指导意见的推动下,中国再生水市场将迎来一趟高潮。纳滤膜作为工业废水盐水浓缩和零排放的关键技术,也将在政策的推动下,绽放新的活力。




首先,从终端需求侧来看:



工业废水回用与零排放应用端,“纳滤+反渗透膜双膜法”是一个核心工艺;而纳滤膜作为反渗透膜的预处理以及分盐的核心工艺,是必不可少的一环。



另外,在饮用水领域,水司对饮用水水质的提标改造也需要应用纳滤膜作为主要的深度处理工艺。纳滤膜过滤后的饮用水足以达到直饮水标准,而且与反渗透出水相比,口感更佳。



除了终端领域的市场增长驱动力之外,在生产供给侧,诸多微滤和超滤膜玩家也开始开发纳滤系列的膜产品。预计不久的未来,国内纳滤膜市场将涌现一批新的国产膜产品和膜玩家。



综上所述,供给侧的双重驱动之下,纳滤膜的市场前景被诸位业内专家看好。



十四五政策推动膜行业持续发展,污水处理零排放被列为应用重点



近年来,我国对膜行业日益重视,各大政府部门陆续出台了一系列关于膜产品及污水处 理的产业支持政策,持续引导并进一步提升膜产品重点品种的研发和生产。其中,2015 年 5 月,国务院发布了《中国制造 2025》,提出要把脱盐率大于 99.8%的海水淡化反渗透 膜产品,低成本的、装填密度超过 300 万平方每立方米陶瓷膜产品、应用于膜氯碱工业 的离子交换膜及突破全膜法氯碱生产新技术和成套装置的渗透通量提高 20%;



膜面积达 到 10 万平方米的渗透汽化膜产品作为关键材料的发展重点。2019 年 11 月,工业和信息 化部、发展改革委、科技部、财政部联合发布的《新材料产业发展指南》指出,将先进 基础材料、关键战略材料和前沿新材料作为新材料产业发展的三个重点方向。其中高性 能分离膜材料被列入关键性战略材料。同月,国家发改委发布的《产业结构调整指导目 录》将功能性膜材料、陶瓷膜、药物生产过程中的膜分离等技术开发与应用、纳滤膜和 反渗透膜纯水装备等列入鼓励类目录。



2021 年 1 月,科技部发布的《国家高新区绿色发展专项行动实施方案》中指出,到 2025 年,我国的目标是:国家高新区单位工业增加值综合能耗降至 0.4 吨标准煤/万元以下, 其中 50%的国家高新区单位工业增加值综合能耗低于 0.3 吨标准煤/万元;单位工业增加 值二氧化碳排放量年均削减率 4%以上,部分高新区实现碳达峰。要尽早实现零排放,具 体重点任务包括开展高新区工业废水近零排放科技创新行动,做好管网及污水处理设施 建设及有毒有害污染物监测,以企业内废水处理和园区污水厂综合处理为基础,形成国 家高新区污水近零排放整体方案。该政策促进针对膜对各类工业水处理场景的应用蓬勃 发展,工业水处理市占率将不断提升。



国家陆续发布产业支持政策,对膜行业发展提供助力,为膜产品的研发和生产提供良好 环境,对行业内相关公司的生产经营状态做出高度肯定。


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