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          從全球市場看中空纖維分離膜在水處理領域的最新進展

          發表日期:2017-04-12 10:33文章編輯:國初科技瀏覽次數: 標簽:    

                 據紡織導報網2017年2月14日訊 據報道,2015年世界水處理市場達到38500億美元,到2020年市場需求將以年均4%的速度持續增長。在全球市場中,膜分離技術特別是中空纖維微濾膜、超濾膜和反滲透膜在水處理領域所占的份額正在快速擴大。以下先簡要介紹中空纖維在水處理方面的新進展。
            中空纖維微濾膜(HFMFM) 
           ?。?)可樂麗公司 
            可樂麗公司最近采用聚偏氟乙烯(PVDF)開發了具有優良過濾性能的微濾(又稱:精密過濾)膜“ピューリア GL”,與以往的水處理膜相比,其單位時間、單位面積的流量高2倍以上,使水處理所需的HFMFM與元件數減少50%以上,節省了運行空間,簡化了設備的運營管理,屬節能型水處理裝置。該公司還開發了一種水處理用的聚乙烯醇(PVA)凝膠,與上述產品一起開始在東南亞和中國銷售,2~3年后的銷售目標是100億日元,相當于目前的2.5倍。 
           ?。?)旭化成公司 
            旭化成公司的微濾(MF)和超濾(UF)膜銷量居世界第3位,在東南亞包括新加坡、泰國、越南和印尼,由于河水的濁度比日本高,因此適合選用非筒狀的MF膜浸漬型水處理設備。在中國,水處理膜的使用量比2012年擴大了1.5倍以上,主要應用于鍋爐水、工廠用水的前處理、工廠廢水處理再利用等。 
           ?。?)尤尼吉卡公司 
            最近尤尼吉卡公司實現了尼龍6中空纖維膜過濾器的商品化,具有高流量、長壽命特點,在膜的外側和內側具有不同微孔直徑的非對稱結構,可以捕捉不同的雜質,過濾效率高。其微孔直徑范圍從10~100nm,孔徑易于控制,而且由于具有高強度,可以提高過濾壓力,使處理能力大為提高,而且由于尼龍6具有耐溶劑性、低溶出物和良好的親水性,不需要進行濕潤處理。主要用途是半導體、電鍍、化工、制藥和食品等工廠的含藥劑廢水的處理,以及除去回收溶劑中的雜質等。

           

          從全球市場看中空纖維分離膜在水處理領域的最新進展

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          從全球市場看中空纖維分離膜在水處理領域的最新進展


            中空纖維超濾膜(HFUFM) 
           ?。?)美國陶氏化學公司 
            美國陶氏化學工業公司于2015年開發了一種被稱作“PX Fiber”的PVDF中空纖維膜。作為水處理用的UF膜“Integra Flux”,與以往的UF膜元件相比,由于膜表面的細孔密度高,透水性提高了35%,因此UF膜元件的數量可減少,實現節能。水回收率的改善和排水量的減少,同樣實現了節能和減少環境負荷。此外,由于其膜微孔比以往產品小,使處理水質有所提高,除菌率也高。 
           ?。?)東麗公司 
            東麗公司的HFUFM與反滲透(RO)膜相接合作為前處理工序,與采用砂濾相比便宜2成,RO膜的水生物污垢減少9成,RO膜的更換費用減少約4成,使總體的處理成本削減2成。目前其UF膜和RO膜相組合的系統正向東南亞和中東市場拓展。印尼使用該工藝處理飲用水;新加坡也于2015年也接受了數件訂單,在其海水淡化和都市廢水再生系統中,RO膜已占約8成。2015年東麗決定將其HFUFM“トレフィル”應用于泰國曼谷的自來水凈化設備中,該項目于2016年啟動,2017年將開始運行,經該裝置處理后可變為飲用水。目前東麗的HFUFM在世界市場上所占份額尚不足10%,因此其選擇與韓國東麗化學公司合作,幫助其組合產品中的RO膜占據世界份額的約30%,可與美國陶氏化學并駕齊驅。 
           ?。?)三菱麗陽公司 
            三菱麗陽公司的HFUFM主要用于兩大領域,一是膜分離活性污泥法(MBR法)的前處理,另一為家庭凈化器。前者主要用于污水處理廠,已廣泛應用于我國、中東、東歐及中亞等市場。三菱麗陽在我國設有大連三菱麗陽環保機器有限公司,負責培訓操作人員,在蘇州也成立了分公司,HFUFM材質有PVDF和PE(聚乙烯)2種,今后將在大連和無錫建立生產廠,以滿足中國于2015年強化廢水處理法規后進一步擴大的需求,預期5年后銷售額會提高3倍,主要是通過原料和制造工藝的高速化等措施,使膜制造成本下降40%,并通過與當地工程公司合作而擴大市場。

           

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            中空纖維反滲透膜(HFROM)和正滲透(HFFOM) 
           ?。?)海水淡化用HFROM 
            2013年全球運行的海水淡化設備中,多段閃蒸法(MSF)和多效蒸法合計約占44%,RO膜法約占56%。到2015年海水淡化裝置的總產量約為9400萬~9800萬平方米。據日本化工協會測算,到2020年RO膜元件的產量有望達到61萬支,可削減約1.7×108噸以上的CO2排放量。從技術上看,先后經歷了從高壓、低壓到兩頭開口型的RO膜元件,近幾年又開發了正滲透(FO)膜元件。 
            海水淡化一方面可生產飲用水,另一方面得到RO濃縮水,后者既可以放流回海里,也可以從中回收鋰、釩、鉬、鎂、鎂化物、鈣、鹵素、碘和硼。還有人利用RO濃縮水與淡水(河水)的滲透壓差進行濃度差發電研究。 
            在HFROM的技術創新方面,東麗公司、東洋紡公司、Daicen膜系統公司和神戶大學院合作,開展高效大型分離膜元件的研發,東麗還研發利用反滲透膜的低環境負荷海水淡化法,東洋紡則研發高透水性、低壓CTA(三醋酸纖維素)HFROM和元件兩端開口型的HFROM海水淡化元件,日立制作所開發面向大型工程的大規模海水淡化廠的低壓多段(2段)高收率RO系統。山口大學還研究用聚酰胺系RO膜和納米纖維膜高效去除亞砷酸(H3AsO3)??傊?,日本積極組織開發21世紀大規模水處理系統即兆噸級水處理系統,在這些方面我國與日本尚有較大差距。

           

          從全球市場看中空纖維分離膜在水處理領域的最新進展


           ?。?)中空纖維正滲透膜(HFFOM) 
            所謂FO膜法,是利用具有高滲透壓的驅動溶液(DS)來進行海水淡化,由于無需外壓就可實現鹽的分離,廢水量少,又可實現濃鹽水的直接排放,因此研發工作進展迅速,但目前尚需進一步開發超薄型耐腐蝕的HFFOM,使海水與溶劑能緊密接觸提高滲透壓,以高效阻防鹽分和雜質。 
            日本山口大學院和神戶學院大學共同開發了CTA中空纖維膜的正滲特性的新評價法,目的是進一步解析HFFOM的水透過特性。神戶大學為實現高效生物質發酵法,開展了濃縮木糖的正滲透膜法的研究,結論是:低能耗的濃度法,即通過利用適當的驅動液由預水解溶液濃縮木糖的FO膜法是可以實現的。

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