膜处理技术的优缺点(氧化沟法处理废水属于固定膜处理技术)

20世纪60年代后期,杜邦公司首创了中空纤维反渗透组件。20世纪70年代初Amicon和Romicon公司开发了中空纤维超滤和微滤组件,并相继研发出反渗透膜、纳滤膜以及其他分离膜等,极大促进了膜技术发展。2018年全球中空纤维膜市场规模达1100亿元,预计到2020年达到1455亿元。目前国外主要的中空纤维膜生产厂商有旭化成Microza、西门子Memcor、GE Zenon、科氏Koch、陶氏Dow、海德能Hydranautics等。国外知名企业以其品牌和稳定的技术,占据了全球大多数的市场份额,在高端膜分离市场更是占据95%以上的市场份额。

我国自20世纪70年代中期,天津纺织工学院(现天津工业大学)、中国科学院大连化学物理研究所、中国科学院环境化学研究所(现生态环境研究中心)、国家海洋局第二研究所海水淡化研究室(现杭州水处理技术应用研究中心)和上海纺织科学院等单位相继开展了中空纤维超滤膜及其组件的研究,20世纪80年代初实现商品化。目前,我国已有从事中空纤维膜研发、设计、生产的企业近200家,大学约15家,2019年产值达到219.7亿元,其中水应用领域中空纤维膜达196.0亿元,其他领域用中空纤维膜产值23.7亿元,预计到2025年将继续以15%的年增长率增加。但年亿元产值以上企业不到10家,这一类企业集中了行业约80%的营业收入。

我国中空纤维超、微滤膜等产品已形成了自己的特色,中空纤维超滤组件是国产膜组件中生产技术最成熟、生产厂家最多和商品化程度最高的组件。超、微滤膜占据着90%的国内市场。中空纤维膜技术已成为水处理等领域的首选技术和核心技术,膜法污水处理与回用量占我国污水资源化率95%以上,成为污水处理的首选技术;膜技术已成为新一代饮用水安全保障的核心技术,产品已经打入国际市场。

但是与世界上主要膜产品生产国相比,我国还存明显不足:①中空纤维膜产业配套能力不足。制膜原料还受制于人,制备微、超滤膜、反渗透、气体分离膜等的主要材料,如聚偏氟乙烯(PVDF)、聚醚砜(PES)、聚砜(PSF)、三醋酸纤维素(CTA)等原材料在分子量和分布指数控制等方面与国外同类产品还有较大的差距,部分材料还被国外禁运,关键零部件尚未国产化,海水淡化系统泵、阀、能量回收器、压力容器等关键零部件尚未国产化,主要依靠进口;②膜市场供给侧能力不足。膜品种较少,应用层次低,我国膜产品主要集中于中低端领域,而使用寿命长、稳定运行通量高、抗污染性能强的高端膜市场以及生物医药、气体分离、特种分离等高端应用领域仍被国外企业所垄断,中空纤维反渗透膜等还主要依赖进口。③膜产业自主创新能不强。在技术研发方面,跟踪开发的产品较多,自主创新产品少,企业专利数偏低,导致国产膜材料市场竞争力弱,高端市场的占有率不足 10%;产学研合作机制不健全,研发与产业脱节严重,导致成果转移、转化存在障碍。④市场规范管理有待完善。产品同质化严重,产品质量参差不齐,以企业主导的制修订标准体系有待完善,产品标准规范应用不彻底,知识产权保护和维护机制不健全。

《我国中空纤维膜技术与产业发展战略研究丨中国工程科学》

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