膜材料是核心要素
經過(guo)近(jin)幾年(nian)(nian)的(de)實(shi)踐(jian)證明,污(wu)(wu)水(shui)(shui)(shui)(shui)處(chu)理廠排放標準達到一級A(GB18918-2002),并(bing)不能完全(quan)(quan)改變(bian)我國(guo)水(shui)(shui)(shui)(shui)環境惡化的(de)現實(shi),面對更加(jia)艱巨的(de)節能減排任務,以(yi)及水(shui)(shui)(shui)(shui)資源日益(yi)緊缺(que)的(de)形勢(shi),污(wu)(wu)水(shui)(shui)(shui)(shui)資源化必然是水(shui)(shui)(shui)(shui)務行業下一步(bu)的(de)工作重點,污(wu)(wu)水(shui)(shui)(shui)(shui)處(chu)理的(de)目(mu)標也(ye)將由削減污(wu)(wu)染物為(wei)主轉向再生利(li)用(yong)為(wei)主,污(wu)(wu)水(shui)(shui)(shui)(shui)再生利(li)用(yong)也(ye)將從(cong)量(liang)的(de)提升(sheng)轉向質的(de)提升(sheng)。在全(quan)(quan)國(guo)的(de)市(shi)政污(wu)(wu)水(shui)(shui)(shui)(shui)再生利(li)用(yong)工程實(shi)踐(jian)上,北(bei)京(jing)市(shi)、天津市(shi)、深圳(zhen)市(shi)以(yi)及寧波市(shi)都做出了工程性(xing)實(shi)踐(jian)的(de)探索。特別是北(bei)京(jing)市(shi),全(quan)(quan)市(shi)再生水(shui)(shui)(shui)(shui)利(li)用(yong)量(liang)已達6.5億(yi)立方米/年(nian)(nian),超過(guo)了密云水(shui)(shui)(shui)(shui)庫的(de)供水(shui)(shui)(shui)(shui)量(liang)。
對(dui)于高品(pin)質再生(sheng)水(shui)(shui)(shui)的(de)(de)(de)大規模生(sheng)產,更凸顯了(le)膜(mo)(mo)技術在資(zi)源化利用(yong)(yong)方面的(de)(de)(de)重要戰略意(yi)義。2000年(nian)開始(shi),MBR開始(shi)應用(yong)(yong)于國內(nei)的(de)(de)(de)實際(ji)工(gong)程項目,歷(li)經(jing)(jing)十年(nian)的(de)(de)(de)發(fa)展,已(yi)經(jing)(jing)由(you)最開始(shi)的(de)(de)(de)工(gong)業、建筑給排水(shui)(shui)(shui)領(ling)域拓展到市政供水(shui)(shui)(shui)和排水(shui)(shui)(shui)領(ling)域。應用(yong)(yong)于MBR的(de)(de)(de)超濾膜(mo)(mo)材料(liao)也(ye)由(you)聚丙烯膜(mo)(mo)(PP)向(xiang)聚乙(yi)烯膜(mo)(mo)(PE),再向(xiang)聚偏氟乙(yi)烯膜(mo)(mo)(PVDF)完(wan)成了(le)三次(ci)膜(mo)(mo)材料(liao)上的(de)(de)(de)突破,降低了(le)MBR的(de)(de)(de)投(tou)資(zi)成本及運(yun)行費用(yong)(yong)。中國水(shui)(shui)(shui)網(wang)的(de)(de)(de)MBR專題調查致力于為水(shui)(shui)(shui)務工(gong)作者揭開中國水(shui)(shui)(shui)務市場(chang)上MBR工(gong)程應用(yong)(yong)的(de)(de)(de)現狀及存在的(de)(de)(de)問題,幫助(zhu)各地方政府(fu)主管單位、水(shui)(shui)(shui)務投(tou)資(zi)者更深入的(de)(de)(de)了(le)解(jie)中國水(shui)(shui)(shui)務的(de)(de)(de)MBR市場(chang)。
調查發現,膜材料及其組件(jian)的生產(chan)制(zhi)備,是整個(ge)MBR工藝技術的核心(xin)要素。
膜材料、膜組件的提升是降低MBR投資及運行費用的關鍵
調研中,中國(guo)水網MBR專題調查組走訪(fang)中發現,很多投(tou)資者或業主單位對于MBR的(de)(de)工程(cheng)應用(yong)主要(yao)有(you)以下幾方面擔心:1、總體(ti)投(tou)資費(fei)(fei)用(yong)要(yao)高(gao)于同樣(yang)出水標(biao)準(zhun)的(de)(de)其它(ta)處理(li)工藝;2、噸(dun)水的(de)(de)運(yun)(yun)行(xing)費(fei)(fei)用(yong)高(gao),目(mu)前MBR單元(yuan)噸(dun)水運(yun)(yun)行(xing)費(fei)(fei)用(yong)約為0.7元(yuan)人(ren)民幣/噸(dun),同樣(yang)出水標(biao)準(zhun)的(de)(de)其它(ta)處理(li)單元(yuan)如濾布(bu)濾池噸(dun)水的(de)(de)運(yun)(yun)行(xing)費(fei)(fei)用(yong)可低至很多;3、MBR的(de)(de)電(dian)耗高(gao);4、對于運(yun)(yun)行(xing)維護人(ren)員(yuan)的(de)(de)素質(zhi)要(yao)求高(gao)。而(er)對于MBR的(de)(de)整體(ti)市場而(er)言,目(mu)前沒有(you)標(biao)準(zhun)化的(de)(de)設(she)計(ji)方法,也阻(zu)礙了MBR的(de)(de)推廣。
目(mu)前各種制備應用于(yu)MBR的(de)(de)(de)超濾膜(mo)材料(liao)方法中,它(ta)們制備的(de)(de)(de)超濾膜(mo)材料(liao)PVDF的(de)(de)(de)耐污染性、硬度(du)(du)、強度(du)(du)、通(tong)量等指(zhi)標(biao)都不相同,這些關鍵性指(zhi)標(biao)也直接影響著MBR工程(cheng)的(de)(de)(de)投資(zi)和(he)運(yun)行(xing)費用,MBR工程(cheng)應用在國內近(jin)十年的(de)(de)(de)迅速發展,也是得益于(yu)膜(mo)材料(liao)的(de)(de)(de)不斷進步(bu)和(he)膜(mo)組(zu)件的(de)(de)(de)更新。
PVDF膜材料一統江湖 三種主流制備方法都有致命傷
在(zai)(zai)國(guo)(guo)際(ji)及國(guo)(guo)內(nei),應用MBR的超濾膜材料(liao)基本上都是(shi)以(yi)PVDF為主。目(mu)前(qian)(qian)主要有三種制(zhi)備形式的PVDF超濾膜材料(liao),分別是(shi)濕(shi)法(fa)(fa)(fa)紡(fang)絲(占(zhan)MBR市場(chang)容量(liang)的60%以(yi)上),熱致項(xiang)(以(yi)日(ri)本旭化(hua)成為代(dai)表(biao),日(ri)本旭化(hua)成企(qi)業(ye)率先于(yu)2000年左右(you)研發了熱致項(xiang)制(zhi)備PVDF方法(fa)(fa)(fa),但并沒有應用于(yu)中(zhong)國(guo)(guo)市場(chang),2005年開始(shi)在(zai)(zai)中(zhong)國(guo)(guo)市場(chang)應用,目(mu)前(qian)(qian)最具代(dai)表(biao)性的項(xiang)目(mu)是(shi)廣州大亞(ya)灣的石化(hua)項(xiang)目(mu))兩種制(zhi)備方法(fa)(fa)(fa),以(yi)及在(zai)(zai)濕(shi)法(fa)(fa)(fa)紡(fang)絲制(zhi)備的基礎上增(zeng)加支撐管(以(yi)美國(guo)(guo)GE和(he)日(ri)本三菱公(gong)司(si)為主要代(dai)表(biao)企(qi)業(ye))。在(zai)(zai)濕(shi)法(fa)(fa)(fa)紡(fang)絲生產PVDF的膜企(qi)業(ye)中(zhong),膜的質量(liang)差(cha)別也比(bi)較大,一般都不能(neng)強度高(gao)、通(tong)量(liang)高(gao)兩點兼具。
目(mu)前這(zhe)三(san)種制(zhi)備PVDF膜材料(liao)的方(fang)法都存在(zai)一(yi)定的優缺點,而且(qie)每(mei)一(yi)種方(fang)法的缺點對于(yu)(yu)MBR工程應用都是致命傷(shang),下(xia)表為對于(yu)(yu)三(san)種方(fang)法的綜合比(bi)較。
國內企業數量及實力增強 外資企業國內掘金形勢不如國外
國(guo)際市(shi)場(chang)上(shang),日本的(de)久保田和美(mei)國(guo)的(de)GE公司(si)占據了全球和北美(mei)市(shi)場(chang)的(de)主要份額。2000年(nian)(nian)~2005年(nian)(nian)間(jian),歐洲、美(mei)國(guo)的(de)MBR工程項目(mu)數(shu)量增長迅(xun)(xun)速,這(zhe)期間(jian)歐洲各(ge)國(guo)應用MBR的(de)污水(shui)(shui)處理(li)工程每年(nian)(nian)以70個(ge)以上(shang)的(de)數(shu)量遞增,2005年(nian)(nian)左右開(kai)始,MBR工程項目(mu)的(de)數(shu)量在(zai)(zai)東南亞各(ge)國(guo)開(kai)始遞增。在(zai)(zai)我(wo)國(guo),MBR工程項目(mu)也是在(zai)(zai)2005年(nian)(nian)左右的(de)時候開(kai)始從工業、建筑給(gei)排水(shui)(shui)領(ling)域向市(shi)政給(gei)水(shui)(shui)、排水(shui)(shui)領(ling)域拓展,并在(zai)(zai)2005年(nian)(nian)到2010年(nian)(nian)間(jian)發(fa)展迅(xun)(xun)速。
自日(ri)本(ben)旭化成(cheng)企(qi)業(ye)(ye)于(yu)2005年的(de)時候將熱致項制(zhi)備(bei)(bei)PVDF的(de)超(chao)濾膜(mo)材(cai)料應(ying)用于(yu)大亞灣的(de)石化項目(mu)開(kai)(kai)(kai)(kai)始(shi)(shi),國內(nei)多家企(qi)業(ye)(ye)開(kai)(kai)(kai)(kai)始(shi)(shi)研(yan)發并采用熱致項的(de)方法制(zhi)備(bei)(bei)PVDF超(chao)濾膜(mo)。2009年以前,對于(yu)帶支撐管的(de)PVDF超(chao)濾膜(mo)材(cai)料的(de)制(zhi)備(bei)(bei)主(zhu)要以美國的(de)GE和日(ri)本(ben)的(de)三(san)菱(ling)公(gong)司為(wei)主(zhu),2009年開(kai)(kai)(kai)(kai)始(shi)(shi)國內(nei)有4~5家企(qi)業(ye)(ye)開(kai)(kai)(kai)(kai)始(shi)(shi)自主(zhu)研(yan)發、生產(chan)帶支撐管的(de)PVDF超(chao)濾膜(mo),且開(kai)(kai)(kai)(kai)始(shi)(shi)應(ying)用工程(cheng)項目(mu),以北京的(de)碧水源為(wei)代表。目(mu)前美國GE、日(ri)本(ben)三(san)菱(ling)、德(de)國西門子公(gong)司在(zai)華均無生產(chan)PVDF的(de)工廠。
中國MBR市場前景好于國際 應用規模不斷破紀錄
據(ju)中(zhong)國水(shui)網MBR專題調(diao)查組調(diao)查顯(xian)示,截至(zhi)目(mu)(mu)前我國污水(shui)處理工(gong)(gong)程項目(mu)(mu)中(zhong),規模在萬噸(dun)級/天以(yi)上的MBR工(gong)(gong)程項目(mu)(mu)約(yue)有40多個,涉及(ji)市政(zheng)排水(shui)、工(gong)(gong)業廢(fei)水(shui)領(ling)域。當前已(yi)經(jing)運(yun)行最大規模的MBR工(gong)(gong)程項目(mu)(mu)是湖北十堰神定(ding)河(he)污水(shui)處理廠改造工(gong)(gong)程,該項目(mu)(mu)于2009年10月投入(ru)運(yun)行,設計規模是11萬噸(dun)/天,設計出(chu)水(shui)排入(ru)神定(ding)河(he),總投資1.7億元人(ren)民幣(bi),運(yun)行費(fei)用約(yue)0.6元人(ren)民幣(bi)/噸(dun)水(shui)。今年,北京市清河(he)15萬噸(dun)/天的再生水(shui)廠已(yi)經(jing)簽約(yue)北京碧水(shui)源公司,采用MBR工(gong)(gong)藝技術(shu)。
未來五年PVDF仍是主流 三種制備方法有望結合
調研(yan)(yan)(yan)中(zhong)(zhong)(zhong),多位膜(mo)(mo)(mo)材料(liao)的(de)專家均預測(ce),未(wei)來5年內,MBR的(de)超濾膜(mo)(mo)(mo)材料(liao)仍將以PVDF為主流(liu)趨勢(shi),在(zai)此基(ji)礎(chu)上有望(wang)結(jie)合濕法紡絲(si)、熱致(zhi)項以及增加支(zhi)撐管三種制(zhi)備(bei)方法的(de)優(you)勢(shi),制(zhi)備(bei)具有高通量、高強度、高親水性(xing)(xing)能的(de)PVDF超濾膜(mo)(mo)(mo)材料(liao)。我國曾在(zai)天(tian)津工業大(da)學(xue)設置了(le)中(zhong)(zhong)(zhong)空(kong)纖維膜(mo)(mo)(mo)的(de)研(yan)(yan)(yan)發(fa)課題,在(zai)杭州水中(zhong)(zhong)(zhong)心設置了(le)反滲透膜(mo)(mo)(mo)的(de)研(yan)(yan)(yan)發(fa)中(zhong)(zhong)(zhong)心,調研(yan)(yan)(yan)中(zhong)(zhong)(zhong)了(le)解到(dao),天(tian)津工業大(da)學(xue)中(zhong)(zhong)(zhong)空(kong)纖維膜(mo)(mo)(mo)材料(liao)與(yu)膜(mo)(mo)(mo)過程國家重(zhong)點實驗(yan)室培育基(ji)地的(de)呂(lv)曉龍教授正在(zai)對于PVDF各種性(xing)(xing)能做加強性(xing)(xing)研(yan)(yan)(yan)發(fa),如異形PVDF等。

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