废水治理政策将带动产业用过滤膜技术升级

　　在过滤行业需求并无问题的背景下，企业以技术起步还是市场起步并不重要，重要的是企业自身的核心竞争力有多大、可复制性有多强，能否利用起步期技术或市场积累起的资源，迅速建立起核心竞争力，补全自己的短板，在行业爆发期来临时能借东风扩大市场占有率，实现全面升级发展。

　　出台政策，治理污水成为最近一段时间的热词：2013年8月，新疆出台棉浆粕和粘胶纤维企业生产废水达标新标准；2014年4月，“史上最严”新环保法表决通过；2014年5月，全国人大常委会法工委副主任信春鹰表示，为了更有效的应对水污染，水污染防治法的修改列入了十二届全国人大常委会立法规划……

　　水污染情况加剧，国家及地方接连发布一系列政策，“被改造”令纺织印染、化纤企业面临更严格的污水控源减排法令，提高排放废水等级迫在眉睫。而在设备升级过程中，作为目前最有效的水处理方法，过滤膜开始成为改造“主角”。也就是说，一系列严格法规的颁布，对于产业用过滤材料企业来说，必然是一个良好的发展契机，或将带动产业用过滤膜技术产业全面升级。

　　过滤膜技术应用案例遍地开花

　　非织造过滤材料因其具有优越的过滤性能，正在逐步取代传统材料越来越广泛地应用于空气过滤、水过滤、血液过滤等广泛的领域。尤其是中空纤维膜的出现，更是迅速揭开了高效率低能耗过滤的序幕。过滤膜在纺织行业、生活废水、电力行业、海水淡化等领域开始茁壮成长。

　　常熟新锦江印染有限公司采用双膜法过滤膜技术进行废水治理回用，废水处理后可以达到纳管标准；慈溪市膜法自来水厂以微污染海涂水库为原水，采用超滤和反渗透为核心工艺，辅以沉淀、过滤等前处理工艺制水；大连泰山热电厂采用超滤-反渗透-电除盐工艺对马栏河污水厂二级出水进行深度处理,使其满足热电厂超高压锅炉补给水水质要求；西沙永兴岛供水工程（海水淡化）采用电膜法海水淡化先进技术，解决西沙永兴岛用水难的问题，满足驻岛军民生产生活用水需求，同时可为周边部分岛礁和过往船只补给生活淡水。

　　多项工程的成功实施引得越来越多的企业加入到过滤膜生产队伍中，整个行业呈现一片“繁荣景象”。值得一提的是，中国产业用过滤膜产业界的一些著名企业，例如天津膜天膜集团、北京碧水源集团等，已经逐步开始引入风险投资、产业投资等战略投资，扩大市场占比份额。

　　产业链不通畅问题不容忽视

　　尽管借助于国内基础建设快速发展的机会，我国过滤膜技术有了很大的进步，水处理配套产业也得到了长足进步，但与国际先进技术相比仍有有很大差距。目前国内过滤膜产业尚未形成整体优势，整个产业发展比较分散，还没有形成一批具有国际影响力的生产厂商和工程公司。

　　膜法水处理产业链自上而下包括膜材料制造、膜组件制作、水处理工程建设、水处理设施运营维护。纵向来看，我国过滤膜技术整体发展缓慢的原因主要有三点，一是国产膜的原材料质量很难保持均匀一致；二是在制膜、制膜工艺和环境条件方面很难达到发达国家的水平；三是在膜分离技术应用工程中，通用机械计量泵、控制仪表、高压泵、设计软件等一批配套设备质量较国外先进产品有差距，往往影响了装置的稳定运行，对国产膜装置的推广应用不利。再加上长期以来，研究者似乎对于膜材料以及制膜工艺进行了更多的关注，忽视了膜工艺设计的研究，更是让过滤膜企业的发展一波三折。

　　此外，四川省纺织科学研究院副总工程师王桦指出，过滤材料虽然属于产业用纺织品范围，但其下游使用端却是在其他行业，要运用到其他领域，就会涉及到新的材料、新的市场。要协调市场，培养市场的拓展度，得到市场的认可，这个过程可能比较慢，大概需要两年以上的时间。

　　积累资源迅速建立核心竞争力

　　“谁掌握了膜技术，谁就掌握了化学工业的未来”已成为学界和产业界的共识。

　　在行业需求并无问题的背景下，企业以技术起步还是市场起步并不重要，重要的是企业自身的核心竞争力有多大、可复制性有多强，能否利用起步期技术或市场积累起的资源，迅速建立起核心竞争力，补全自己的短板，在行业爆发期来临时能借东风扩大市场占有率，实现全面升级发展。

　　南京大学科学与工程学院教授王然表示，要想做到这一目标，对于膜和水处理企业来说，最关键的是拥有向客户提供高性价比一体化水处理解决方案的能力，并能把这一能力批量生产简单复制。

　　“举例来说，对于膜天膜、碧水源和万邦达这种已在部分技术或市场拥有初步积累的企业而言，面临的下一个问题就是，拥有的技术如何实现从技术向下游延伸、拥有市场的如何去建立技术优势维护并扩大市场。换句话，就是尽快将已经积累的资源转化为自己在整个膜产业链上的竞争力，从而早日具备提供一体化解决方案的能力。”王然说。

　　什么是中空纤维膜?

　　中空纤维膜是非对称膜的一种，其致密层可位于纤维的外表面，也可位于纤维的内表面。中空纤维外径为0.4mm~2.0mm，内径为0.3~1.4mm，管壁上布满微孔，孔径以能截留物质的分子量表达，截留分子量可达几千至几十万。可在常温下操作，对热敏性物质的分离尤为适宜，并具有良好的耐温、耐酸碱和耐氧化性能，能在60℃ 以下，pH为2~11的条件下长期连　　国内过滤膜技术应用一览

　　连续膜过滤技术

　　应用工程：天津市渤海海水淡化工程

　　连续过滤膜系统是专为中水处理回用、反渗透和纳滤预处理项目。该系统采用具有独特结构的高抗污染型中空纤维膜元件和独特的气水双洗工艺技术，配以特殊设计的管路阀门等，形成一闭路连续操作系统。

　　特点 高抗污染的聚偏氟乙烯（PVDF）膜材料，抗氧化，耐污染，容易清洗；膜通量大，出水稳定，使用寿命长； 设备控制简单，系统可自动连续运行，远程控制；具有独特的在线气水双洗方法，优异的膜通量恢复率，更低的自耗水量；占地小、结构紧凑，模块化设计适用于不同处理规模；超低压运行，省电节能；可采用常用工业化学药剂进行系统清洗，节省运行成本； 产水水质优良，水回收率高，有效节省水资源。

　　主要用途 市政污水、工业废水处理、海水淡化

　　超滤膜技术

　　应用工程：山东滨化集团采用超滤膜技术处理黄河水用于锅炉补给水

　　超滤膜的形式可以分为板式和管式两种。目前市场上用于水处理的超滤膜基本上以毛细管式为主，个别工程中使用的中空纤维聚乙烯或聚丙烯微孔膜实际上应属于微滤膜。

　　特点 过滤过程是在常温下进行，条件温和无成分破坏，因而特别适宜对热敏感的物质，如药物、酶、果汁等的分离、分级、浓缩与富集； 过滤过程不发生相变化，无需加热，能耗低，无需添加化学试剂，无污染，是一种节能环保的分离技术。 超滤技术分离效率高，对稀溶液中的微量成分的回收、低浓度溶液的浓缩均非常有效。

　　主要用途 纯水与超纯水制备、工业废水处理

　　纳米过滤膜技术

　　应用工程：德州印厂处理化工合成废液

　　纳米过滤(简称纳滤)是介于反渗透与超滤之间的一种以压力为驱动力的新型膜分离过程，纳滤膜的孔径范围在几个纳米左右。能截留有机小分子而使大部分无机盐透过，是一种以压力为驱动的膜分离过程。

　　特点 纳滤膜选择性敏锐，同时兼备超滤和反渗透的分离性能，特别是对于低分子量有机物的分离有着独到之处。纳滤分离过程无任何化学反应，无需加热，无相转变，不破坏生物活性，绝大部分药物的分子量都在这个范围内，因而越来越多地被用到制药工业的各种分离、 精制和浓缩过程中。将纳滤技术推向市场，可形成一个新的水处理技术分支。纳滤技术在环境保护等领域有极好的推广应用前景。

　　主要用途 化工行业、纯水制备、废水处理

　　双流向膜分离技术

　　应用工程：可欣生物公司提取发酵液

　　在双流向膜分离技术的第一阶段，原液从膜组件下部进入，回流浓缩液从上部流出；进入第二阶段以后，通过阀门切换、原液和回流浓缩液的方向进行倒换，下端压力很低，回流浓缩液迅速通过、对已污染较重的下半段膜表面进行冲刷，使膜的性能得以恢复。

　　特点 中空纤维双流向膜分离技术可以有效截留和浓缩发酵液中的酵母菌，产品回收率最高可达到99%；聚偏氟乙烯膜耐污染、抗氧化，清洗恢复性能好；在过滤过程中能不断对膜进行自清洗，可以保持稳定的通量；中空纤维膜反向清洗，可以有效清除被截留物质对膜的污染；经过简单的水清洗，即可使膜性能得到较好的恢复；使用压力——变频技术，模块化设计可适合各种规模的发酵液菌体截留精制生产。

　　主要用途 医药行业、工业水过滤

　　浸没式膜过滤技术

　　应用工程：国电环保研究院

　　引入浸没式膜过滤系统用于水处理

　　浸没式膜过滤是超低压中空纤维膜技术与连续膜过滤技术相结合而派生出来的一种新型的膜过滤处理工艺。它通过泵的负压抽吸和大气压力，使水透过膜表面，从中空纤维膜内侧抽出，达到过滤净化的目的。

　　特点 独特的在线气水双洗方法，具备优异的膜通量恢复率；系统结构简单紧凑，特别适合利用原有滤池进行膜法改造、扩建，节省项目投资，提高处理规模和水质；采用负压抽吸方式出水，系统超低压运行，较压力式膜节省电能60%以上；可采用常用工业化学药剂进行系统清洗，节省运行成本；产水水质优良，水回收率高，有效节省水资源SMF单个膜池的日处理量可以达到1万吨以上。

　　主要用途 市政污水、海水淡化

　　双膜法技术

　　应用工程：盛虹集团印染废水循环回用

　　在“FlowSplitSMF＋HAPRO”双膜法技术中，SMF系统的膜组件采用独创的云分散技术；而HAPRO采用云分散的中空纤维膜，两种技术合并，经过杂化的TiO2膜丝的抗拉伸性能远远强于普通的PVDF膜。

　　特点 双膜法技术使用的是云分散的中空纤维膜，具有均匀的小于0.05μm的小孔，加上两种过滤膜的复合使用，弥补了反渗透膜容易污堵的缺点，抗污能力强，解决了单层过滤膜过滤不完全的缺点，具有相当可观的节能效果。整套设备的量产，既可自动简单运行，又可节省加药消毒所带来的长期运行费用。管理简单、自动化程度高的“双膜法”技术，在未来一定会占有很大的市场空间。

　　主要用途 工业废水淡化、海水淡化

　　国内篇

　　氧化石墨烯薄膜快速淡化海水

　　中科大教授吴恒安与诺奖得主英国曼彻斯特大学安德烈·海姆教授课题组等合作，发现了氧化石墨烯薄膜具有精密快速筛选离子的性能。课题组最新研究表明，水环境中的氧化石墨烯薄膜与水相互作用后，可形成约0.9纳米宽的毛细通道，允许直径小于0.9纳米的离子或分子快速通过，而直径大于0.9纳米的离子被完全阻隔。该筛选效应不仅对离子尺寸要求非常精准，而且比传统的浓度扩散快上千倍。专家称，这意味着制造一个在几分钟内即可将一杯海水淡化成饮用水的过滤装置，已不再是科幻小说场景。

　　国际篇

　　可吸附重金属离子的过滤纤维

　　日本京都大学的研究者日前研究出一种能吸附重金属离子的过滤纤维。由辐射引发的接枝聚合在纤维表面上增加了官能团，这就赋予了这种纤维吸附钴、镍、汞和铜离子之类杂质的功能。专家介绍，这种官能团密集地分布在纤维表面，它们不易被物理降解和化学降解。这是通过辐射使纤维发生化学反应，从而拥有吸附重金属离子的特性，提高了过滤效果。在对工业用水做预处理时，这些纤维能用来将排出物中的污物过滤掉。

　　过滤材料测试指标

　　过滤材料的测试指标是衡量过滤材料性能的标准，过滤性能指标、物理指标和化学指标相互作用，综合反映了过滤材料的优劣。

　　过滤精度：过滤精度值是指某个尺寸以上的颗粒被滤除的效率，精度值和效率是用颗粒计数仪分析计数而得到。

　　纳污容量：纳污容量是指滤材能接受污物的最大限量。用称重法测定使用的标准粉末重量。液体过滤和气体过滤的测试方法大体相同。

　　孔径：孔径测试方法在国际上是统一的，即将滤材浸泡在试验液中，在滤材一端施加微压气体，用气体以气泡形式从滤材另一段溢出时的压力值计算溢泡点的微孔尺寸。

　　介质迁移：滤材在制成滤器成品后，最严重的问题是在使用中有介质脱落。介质脱落可造成过滤精度下降，纳污量减少，脱落介质迁移到滤后物质中会成为有害污物。测定方法为颗粒计数法或称重法，也有用显微镜观测法。

　　透气性：国际上测定透气性指标的基本方式是相同的，即一定流量的清洁气体通过一定面积滤材时的阻力大小，不同之处是，有的规定阻力值，测定流量大小；有的规定流量值，测定阻力大小。规定值或通过滤材的面积也有不同。

　　压力损失：压力损失是指过滤前后的静压差值，即压力降。

　　初阻力：初阻力是正式测试前过滤材料进风口与出风口之间的静压差。

　　染整工业水污染物排放标准

　　本标准适用于纺织染整工业企业的排放管理，以及建设项目的环境影响评价、设计、竣工验收及其建成后的排放管理。

　　①排入GB3838中III类水域（水体保护区除外），GB3097中二类海域的废水，执行一级标准。

　　②排入GB3838中IV、V类水域，GB3097中三类海域的废水，执行二级标准。

　　③排入设置二级污水处理厂的城镇下水道的废水，执行三级标准。

　　④排入未设置二级污水处理厂的城镇下水道的废水，必须根据下水道出水受纳水域的功能要求，分别执行4.1.1和4.1.2的规定。

　　⑤GB3838中I、II类水域和III类水域中的水体保护区，GB3097中一类海域，禁止新建排污口，扩建、改建项目不得增加排污量。

　　（GB3838为地面水环境质量标准；GB3097为海水水质标准）