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          膜分離產業需求市場及驅動因素分析

          發表日期:2020-06-18 16:01文章編輯:國初科技瀏覽次數: 標簽:    

          北極星水處理網6月15日訊:1、膜分離技術

          膜是具有選擇性分離功能的材料,利用膜的選擇性分離實現料液的不同組分的分離、純化、濃縮的過程稱作膜分離。它與傳統過濾的不同在于,膜可以在分子范圍內進行分離,并且這過程是一種物理過程,不需發生相的變化和添加助劑。與過濾、精餾、萃取、蒸發等傳統分離技術相比,膜分離技術具有能耗低、分離效率高、設備簡單、無相變、無污染等優點,因此被稱為新型高效分離技術。

          膜的孔徑一般為微米級,依據其孔徑的不同(或稱為截留分子量),可將膜分為微濾膜、超濾膜、納濾膜和反滲透膜,根據材料的不同,可分為無機膜和有機膜,無機膜主要是陶瓷膜和金屬膜,其過濾精度較低,選擇性較小。有機膜是由高分子材料做成的,如醋酸纖維素、芳香族聚酰胺、聚醚砜、聚氟聚合物等等。

          微濾(MF)又稱微孔過濾,它屬于精密過濾,其基本原理是篩孔分離過程。鑒于微孔濾膜的分離特征,微孔濾膜的應用范圍主要是從氣相和液相中截留微粒、細菌以及其他污染物,以達到凈化、分離、濃縮的目的。對于微濾而言,膜的截留特性是以膜的孔徑來表征,通??讖椒秶?0.1~1 微米,故微濾膜能對大直徑的菌體、懸浮固體等進行分離,可作為一般料液的澄清、保安過濾、空氣除菌。

          超濾(UF)是介于微濾和納濾之間的一種膜過程,膜孔徑范圍在 0.05 至 0.1 微米。超濾過程通??梢岳斫獬膳c膜孔徑大小相關的篩分過程,超濾膜的截留特性是以對標準有機物的截留分子量來表征,通常截留分子量范圍在 1000~300000Da,故超濾膜能對大分子有機物(如蛋白質、細菌)、膠體、懸浮固體等進行分離,廣泛應用于料液的澄清、大分子有機物的分離純化、除熱源。

          納濾(NF)是介于超濾與反滲透之間的一種膜分離技術, 其截留分子量在 80~1000Da 的范圍內,孔徑為幾納米。膜的截留特性是以對標準 NaCl、MgSO4、CaCl2溶液的截留率來表征,通常截留率范圍在 60%~90%,相應截留分子量范圍在 100~1000Da,故納濾膜能對小分子有機物等與水、無機鹽進行分離,實現脫鹽與濃縮的同時進行,其在制藥、生物化工、 食品工業等諸多領域顯示出廣闊的應用前景。

          反滲透(RO)是利用反滲透膜只能透過溶劑(通常是水)而截留離子物質或小分子物質的選擇透過性,以膜兩側靜壓為推動力,而實現的對液體混合物分離的膜過程。反滲透是膜分離技術的一個重要組成部分,能夠去除可溶性的金屬鹽、有機物、細菌、膠體粒子、發熱物質,也即能截留所有的離子,在生產純凈水、軟化水、無離子水、產品濃縮、廢水處理方面反滲透膜已經應用廣泛。

          2、膜分離技術的發展與應用

          高分子膜的分離功能很早就被發現,1748 年,耐克特(A. Nelkt)發現水能自動地擴散到裝有酒精的豬膀胱內,開創了膜滲透的研究。自 20 世紀 60 年代中期以來,膜分離技術真正實現了工業化。首先出現的分離模式包括超過濾膜(UF 膜),微孔過濾膜(MF 膜)和反滲透膜(RO 膜),之后又開發了其他類型的分離膜,廣泛應用于社會各個領域。

          作為一種高新技術,膜技術并不是高不可攀的,實際上,它就在我們身邊。比如,隨處可購買到的純凈飲用水絕大部分采用膜技術凈化得到;為保持乳品的營養價值及水果的風味,牛奶、酸奶、奶酪等也可以采用膜技術進行除菌、濃縮及雜質去除。

          3、兩大因素驅動行業長期向好

          (1)良好的經濟基礎給我國膜分離產業的發展奠定基礎、提供機遇

          改革開放 40多年來,中國經濟一直保持著良好的增長勢頭,這是中國膜分離產業能夠發展的基本動力。2010 年我國 GDP 總量已經超越日本成為全球第二,我國人均 GDP接近 4000 美元。國家統計局數據顯示,2019年中國 人均GDP首破1萬美。此外,受益于經濟發展,目前我國企業實力大大增強,居民收入提高,產業和消費升級對于膜分離產品在工業領域以及消費領域的應用提供了堅實的基礎,為我國膜分離產業騰飛提供前所未有的機遇。

          (2)政府開始大力推動膜產業的發展

          膜技術的發展得到了全球范圍的高度重視,美國、日本、歐洲等多國政府將膜技術作為 21 世紀高新技術進行研究與開發,制定了相應的研究開發計劃,促進了膜技術和產業的強勁發展。我國政府對膜技術的研究和開發同樣十分重視,自“六五”以來,每個五年計劃都把膜技術作為重點項目進行支持?!?ldquo;十三五”國家戰略性新興產業發展規劃》、《新材料產業發展指南》、《戰略性新興產業分類(2018)》、《重點新材料首批次應用示范指導目錄(2019)》以及《產業結構調整指導目錄(2019本)》的發布與實施均為為膜技術和膜產業的自身發展,膜應用市場的培育帶來了前所未有的機遇。

          4、行業主要進入壁壘

          (1)人才壁壘

          膜分離行業在我國仍處于起步階段,我國尚未建立起專門的膜分離行業人才培養和教育體系,膜分離從業人員多是來自相關專業,缺乏綜合性人才。業內各企業基本上以自己培養為主,但由于膜分離行業應用較廣,需要跨越多個學科的全面技術人才,這類人才培育周期較長,相對稀缺。新進入者面臨人才壁壘。

          (2)技術壁壘

          一般純水處理的膜分離相關產品的技術壁壘較低,競爭者眾多。應用于醫藥、食品等專業領域膜分離系統產品技術難度高,其核心技術及應用技術的掌握需要長時間積累。企業不僅僅需要掌握各種類型膜分離設備的特性以及在組合時候不同的作用,同時必須積累相關的數據。新進入者需要對行業發展方向和技術發展趨勢進行把握,短期內很難與先進入者在核心技術層面和應用技術層面展開競爭。

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