膜技術引導水處理進入“膜”力世界

　　國家環保總局環境規劃院此前一項預測顯示，我國“十二五”和“十三五”時期廢水治理投入將分別達1.05萬億元和1.39萬億元，其中工業和城鎮生活污水的治理投資將分別達4355億元和4590億元。業內認為，在上述政策背景下，分離膜行業將迎來“黃金十年”，戰略機遇凸顯。
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       中國水資源正日益稀缺而工業化仍在高速推進，如何緩解資源與發展這對矛盾已成我國“十二五”期間面對的一大難題。作為解決路徑之一，在水處理、氯堿工業等領域有著廣泛應用的分離膜將扮演一個關鍵角色。
　　記者昨日從中國膜工業協會副理事長兼秘書長尤金德處獲悉，該協會負責編制的《分離膜“十二五”規劃》（下稱“規劃”）日前已制訂完畢并上報工信部、發改委、科技部等國家相關部委，未來有可能被單列為《高性能膜材料“十二五”專項規劃》。根據規劃，中國在“十二五”期間將大舉提高分離膜的自給率，在分離膜全領域形成完備的規模化生產能力并實現進口替代，相關品種產能也將大幅增長。
　　規劃主要起草人——中國膜工業協會工程與應用專業委員會主任陳觀文研究員告訴本報記者，這份規劃預計將分別被納入工信部的《新材料“十二五”規劃》以及科技部的《高新技術“十二五”規劃》，對分離膜行業未來5年的大發展將起到重要的支撐和指導作用。
　　超濾和微濾膜：水處理“魔法棒”
　　作為20世紀末才興起的一種水處理技術，分離膜技術在業外并不知名，當前產業規模也很小。但“十二五”期間，中國對水資源的處理將進入一個新階段，在水處理領域舉足輕重的分離膜技術也有望迎來快速增長。
　　“今年中央1號文件把用水安全作為首要大事，而實現飲用水的安全處理，事實證明非"膜"不可。”尤金德說。
　　根據《分離膜“十二五”規劃》，中國在“十二五”期間將大舉提高分離膜的自給率，在分離膜全領域形成完備的規模化生產能力并實現進口替代，其中涉及水處理的超濾和微濾膜年產能就將達到4500萬～5000萬平方米；電驅動膜形成100萬～130萬平方米的年產能。
　　“中國有3億人喝不到達標水，而2012年將實施的飲用水新標準在當前大部分地方都達不到，這都需要依靠膜法處理來達標。”陳觀文說。
　　據了解，最遲將于2012年7月1日強制實施的《生活飲用水衛生標準》（GB5749-2006）將飲用水指標由原標準的35項增至106項，并對原標準35項指標中的8項進行了修訂。按照這個標準，用膜法對飲用水深度處理是必經之路。
　　“原先業界不愿用膜，因為膜太貴，但現在不同了，膜法處理自來水廠在國內越來越多的城市獲得認可和推廣。”陳觀文說。
　　從“十一五”末開始，用膜法處理城市用水的工程已陸續開工。杭州、無錫、東營、北京等地建設了膜法水處理自來水廠。其中，北京去年年底規劃的50萬噸/天自來水廠已通過認證，規模被稱為全球最大。
　　“可以想像一下，如果一家年處理50萬噸的水廠全部采用膜法處理，將需要多少膜？中國又有多少家這樣的廠需要改造？這是一塊相當大的市場。”陳觀文說。
　　此次的規劃也提及，“十二五”將建設處理規模為50萬-75萬立方米/天的自來水膜法凈化工程。
　　“不僅如此，在污水處理、工業用水循環利用方面，分離膜也有用武之地。”據陳觀文介紹，國家未來可能對一些新上大型項目不配給用水指標，而要求企業必須使用市政廢水，這就需要通過膜法處理將廢水變成可利用的再生水。
　　尤金德表示，目前國際上廢水回用領域的膜法處理工程已占到總量的95%以上，中國的膜材料也有90%以上用于水處理。
　　尤金德指出，早在2010年上海世博會上，以超濾膜為核心的直飲水系統就為參觀世博會的七千萬觀眾提供了健康的直飲水，其主要衛生指標甚至優于歐盟標準。因此，如果《分離膜行業“十二五”規劃》如期實現，我國的飲用水質量將有質的飛躍。
　　反滲透膜：海水淡化“殺手锏”
　　“此外，海水淡化也是分離膜的一個重要應用領域。在此前的一次內部會議上，有關領導已經表態，中國在海水淡化方面將開展一次大會戰。”陳觀文說。
　　“實現海水淡化的方法包括蒸餾法、膜法、離子交換法等。其中膜法技術因為效率高、無相變、能耗少、運行費低等優點已成為海水淡化的首選技術。”尤金德說。
　　國家發改委環資司節水處處長楊尚寶則表示，據不完全統計，目前我國已經建成的海水淡化工程能力達到60萬噸/天，其中有60%采用了膜法技術。相關“十二五”規劃提出海水淡化能力要達220萬-260萬噸/天，意味著膜法技術有更多施展空間。
　　“預計"十二五"期間還將設計建造20萬-30萬立方米/天的反滲透膜法海水淡化系統，新增海水淡化能力100萬-150萬立方米/天。隨著海水淡化工程的規模化和成熟化，采用膜法進行海水淡化的工程比例有望進一步提高。”尤金德說。
　　至于一些飲用水的處理同樣需要用到反滲透膜，“例如當前普遍使用的桶裝水，大部分都需要經過反滲透膜過濾。”陳觀文說。“當下國產反滲透膜的市場份額只有10%。我們希望未來這一比重能進一步上升，甚至提高到50%以上。”尤金德說。
　　根據規劃，“十二五”期間反滲透膜年產能要達到1000萬平方米，國產反滲透膜份額要上升至25%-30%。而目前，國內反滲透膜年產能只有400萬平方米。
　　離子膜：氯堿工業“點金術”
　　“除了水處理外，分離膜還有各種其他應用，包括有用物質回收、氣體分離和血液透析等。”陳觀文說。這其中，全氟離子交換膜作為分離膜的一種，在氯堿化工、新能源領域有很大的應用價值。
　　記者了解到，我國現有氯堿工業裝置規模超過3800萬噸，是全球第一氯堿生產大國。但國產離子膜產業化以前，我國離子燒堿所用的核心材料離子膜100%依賴進口，成為我國基礎產業氯堿工業安全運行和健康發展的瓶頸。
　　為了消除這一威脅國家經濟安全的隱患，從1980年開始，我國將這一技術列入國家“六五”、“七五”重大科技攻關計劃，先后投入幾億元資金進行科技攻關，但一直沒有研制成功。
　　直到2009年9月22日，東岳集團研制的氯堿工業用大面積全氟離子膜成功下線；2010年5月14日到6月30日，全氟離子膜成功應用于中化集團滄州大化黃驊氯堿廠、藍星（北京）化工機械廠和東岳集團氯堿裝置，終于實現市場化應用和進口替代。
　　根據規劃，“十二五”期間國內氯堿工業用全氟離子膜將實現規模化生產，年產能達到20萬平方米，到“十二五”末爭取替代進口率達60%。
　　“這一專利可能會申請國家發明一等獎，而這一獎項已空缺了兩年。據我所知，多位國家領導人在看到這一項目后都非常興奮。”陳觀文告訴本報記者，分離膜在這一領域的應用已不單純是水處理了，而是配合國家重大戰略性裝備制造的一個關鍵部件。
　　作為國家“863”膜與水處理領域專家組成員、國家發改委評議專家，陳觀文此前也參加了該項目的驗收。
　　他指出，燒堿是所有化工工業中最基本的原料之一，是我國兩大基礎產業之一，一年有1000億的產值，可見離子膜的市場空間有多大。