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膜行業(yè)在水處理及海水淡化等領(lǐng)域具有良好的應(yīng)用前景（附報告目錄）

1、膜材料分類

膜材料是膜技術(shù)的基礎(chǔ)和核心，膜材料的性質(zhì)和化學(xué)結(jié)構(gòu)對膜分離性能起決定性地作用，根據(jù)不同分類方法膜有很多種類。

（1）根據(jù)膜的孔徑根據(jù)膜孔徑的大小或阻留微粒的表觀尺寸大小可分為微濾膜（Microfiltration，MF）、超濾膜（Ultrafiltration，UF）、納濾膜（Nanofiltration，NF）和反滲透膜（Reverse Osmotic，RO）。

相關(guān)報告：北京普華有策信息咨詢有限公司《2020-2026年膜行業(yè)產(chǎn)業(yè)鏈調(diào)研及投資前景預(yù)測報告》

（2）根據(jù)膜的材質(zhì)

膜的材質(zhì)決定了膜的化學(xué)性能，從而決定了膜的親水性、抗污染性、耐酸堿性、耐油脂性、耐有機溶劑性、耐高溫性、耐日光性等主要化學(xué)性能指標(biāo)。膜的親水性越強，抗污染性就越高；膜的化學(xué)穩(wěn)定性越好，耐酸堿性、抗氧化性越強，則膜的耐用性越好。根據(jù)膜材質(zhì)的不同，膜可分為無機膜和有機膜，無機膜是由無機材料，如金屬、金屬氧化物、陶瓷、多孔玻璃、沸石材料等制成的半透膜；有機膜是由高分子材料加工復(fù)合而成，如聚偏氟乙烯、聚氯乙烯、聚醚砜、聚砜、聚丙烯、聚乙烯、聚丙烯腈、芳香族聚酰胺、醋酸纖維素等。有機膜的選擇性廣，可根據(jù)不同用途、不同性能、不同分子切割量，有選擇性地制成各種膜，但當(dāng)原料具有強酸、強堿、強腐蝕性、高溫及高濃度有機污染特征時，有機膜容易發(fā)生腐蝕和膜孔堵塞。

（3）根據(jù)膜的構(gòu)型膜的構(gòu)型與其制作工藝有關(guān)，一般分為中空纖維膜、平板膜、管式膜、卷式膜。

2、膜分離技術(shù)概述

（1）傳統(tǒng)過濾分離技術(shù)

傳統(tǒng)過濾分離技術(shù)按其作用原理的不同，主要分為物理法和化學(xué)法。這類過濾技術(shù)對物料適應(yīng)性強，但只能實現(xiàn)固液分離，或簡單的大分子雜質(zhì)去除，無法做到精細(xì)分離純化。

1）物理法

物理法是指利用物理作用如重力，將液體中呈懸浮狀態(tài)的物質(zhì)分離。物理法主要包括蒸餾法、機械分離法和吸附法。

蒸餾是將水加熱至沸點，氣化后冷卻濃縮形成水。雜質(zhì)會在不同溫度下氣化得以分離或形成殘留物。其主要缺點是過程中需要消耗大量的能量，使得操作費用昂貴；設(shè)備需要周期性維護以去除污垢和有機沉淀物，使得維護費用較高；由于上升的水蒸氣可能攜帶微生物至冷凝器，從而造成蒸餾水的二次污染。

機械分離是利用自然力如壓力、重力和熱力分離水和雜質(zhì)，其方法包括沉淀、沉積、蒸發(fā)、氣浮等。其主要缺點是分離效率較低且需要大量能耗。

吸附是利用物質(zhì)內(nèi)部的分子和周圍分子有互相吸引的引力的原理分離水和雜質(zhì)，所以液體或固體物質(zhì)的表面可以吸附其他的液體或氣體，尤其是在物質(zhì)表面面積很大的情況下，這種吸附力能產(chǎn)生很大的作用，所以工業(yè)上經(jīng)常利用大面積的物質(zhì)進行吸附，如活性炭等。其主要缺點是活性炭無法去除細(xì)菌和病毒，如不能及時清理，極易被微生物寄生。

2）化學(xué)法

化學(xué)法是指利用化學(xué)反應(yīng)作用，將雜質(zhì)或污染物質(zhì)分離、轉(zhuǎn)化，化學(xué)方法主要為化學(xué)處理?；瘜W(xué)處理是利用化學(xué)藥劑與雜質(zhì)或污染物質(zhì)反應(yīng)使之絮凝沉淀或轉(zhuǎn)化為無害物質(zhì)的方法，如臭氧化、混凝、脫鹵等。其主要缺點是在大規(guī)模應(yīng)用處理效率不高；進水可能包括不同雜質(zhì)或污染物質(zhì)，無法同時有效去除；反應(yīng)產(chǎn)生的副產(chǎn)品可能有害。

（2）膜分離技術(shù)

膜分離技術(shù)是一種新型的分離技術(shù)，主要是基于分子量級別的精細(xì)分離技術(shù)，可以根據(jù)目標(biāo)物質(zhì)分子量不同而實現(xiàn)分離，精度可以達到納米級別，適用于產(chǎn)品的精制和深加工，但由于對物料預(yù)處理要求較高，一般需要與傳統(tǒng)過濾技術(shù)結(jié)合使用，對膜材質(zhì)和構(gòu)型選擇要求更為專業(yè)化。膜分離技術(shù)的基本原理為料液經(jīng)壓力驅(qū)動通過親水多微孔表面，大于膜孔徑的物質(zhì)被膜截留形成截留液，而小于膜孔徑的物質(zhì)透過膜形成透析液。

膜分離技術(shù)示意圖

資料來源：普華有策市場研究中心

膜分離技術(shù)和傳統(tǒng)分離技術(shù)相比，通常使用超濾/微濾全部或部分代替澄清、過濾、活性炭吸附和殺菌過程，以反滲透代替蒸發(fā)、納濾則能夠使?jié)饪s與脫鹽過程同時進行。和傳統(tǒng)分離技術(shù)相比，膜分離技術(shù)具有如下明顯的優(yōu)點：1）物理方法，無相變，無化學(xué)反應(yīng)；2）膜分離過程在常溫下操作，能耗小；3）無須加入其他化學(xué)物質(zhì)，節(jié)能原材料；4）分離效率高，操作方便，占地面積??；5）廢液排放少，環(huán)境污染??；6）出水水質(zhì)穩(wěn)定，設(shè)備維護簡單。

目前，由于經(jīng)濟的快速發(fā)展和環(huán)境污染日益嚴(yán)重，突出的能源消耗問題、水稀缺和水污染問題逐漸威脅到經(jīng)濟和社會安全，同時隨著全社會日益重視可持續(xù)發(fā)展和清潔生產(chǎn)，膜分離技術(shù)在多個領(lǐng)域有廣泛的應(yīng)用。

常見的膜分離技術(shù)主要包括：

1）微濾、超濾技術(shù)澄清純化分離所采用的技術(shù)主要是微濾、超濾技術(shù)，由于其所能截留的物質(zhì)直徑大小分布范圍廣，被廣泛應(yīng)用于固液分離、大小分子物質(zhì)的分離、脫除色素、產(chǎn)品提純、油水分離等工藝過程中?？刹捎玫哪そM件主要有：陶瓷膜、平板膜、不銹鋼膜、有機管式膜。微濾、超濾分離技術(shù)可取代傳統(tǒng)工藝中的自然沉降、板框過濾、真空轉(zhuǎn)鼓、離心機分離、溶媒萃取、樹脂提純、活性炭脫色等工藝過程。

2）納濾技術(shù)

納濾技術(shù)最顯著特點是在截留那些可透過超濾的低分子有機物及重金屬，同時又能透濾被反滲透截留的部分無機礦物質(zhì)，使?jié)饪s與脫鹽的過程同步進行，從而達到特定的分離純化要求。濃縮提純技術(shù)可采用的膜組件主要有：卷式膜、管式膜。納濾分離技術(shù)常被用于取代傳統(tǒng)工藝中的冷凍干燥、薄膜蒸發(fā)、離子交換除鹽、樹脂工藝濃縮等工藝過程。

3）反滲透技術(shù)反滲透是滲透的反向遷移運動，是一種在壓力驅(qū)動下，借助于半透膜的選擇截留作用將溶液中的溶質(zhì)與溶劑分開的分離方法。反滲透技術(shù)廣泛應(yīng)用于各種液體的提純與濃縮，其中最普遍的應(yīng)用實例便是在水處理工藝中，用反滲透技術(shù)將原水中的無機離子、細(xì)菌、病毒、有機物及膠體等雜質(zhì)去除，以獲得高質(zhì)量的純凈水。因具有產(chǎn)水水質(zhì)高、運行成本低、無污染、操作方便運行可靠等諸多優(yōu)點，而成為海水和苦咸水淡化，以及純水制備的最節(jié)能、最簡便的技術(shù)。

4）MBR技術(shù)MBR是將膜分離技術(shù)與生化處理技術(shù)結(jié)合的一種新型污水處理工藝，它是利用膜微孔截留的作用，將好氧或厭氧系統(tǒng)的活性污泥截留在反應(yīng)器中，通過提高活性污泥濃度、延長泥齡，來提高COD、BOD等污染因子的降解效率，達到排放標(biāo)準(zhǔn)。同時，由于是經(jīng)過超濾膜過濾，出水澄清，還可省卻二沉池，減少廢水處理系統(tǒng)占地面積。

（3）基于樹脂等特殊分離材料而實現(xiàn)的分離技術(shù)

樹脂等特殊分離材料主要是利用樹脂的獨特性能實現(xiàn)分離，如大孔樹脂、凝膠樹脂、活性炭、硅膠等，目前工業(yè)上廣泛應(yīng)用的是樹脂和活性炭，而樹脂由于種類繁多功能強，更是得到大規(guī)模應(yīng)用。對于很多傳統(tǒng)分離技術(shù)和膜分離技術(shù)無法解決的問題，可以通過樹脂工藝得到有效的處理，如大多數(shù)無機鹽離子的脫除或者離子態(tài)產(chǎn)品的純化經(jīng)常使用離子交換工藝；而對于分子結(jié)構(gòu)相近、同分異構(gòu)體、手性拆分產(chǎn)品則采用色譜分離工藝。

3、膜產(chǎn)業(yè)鏈分析

膜產(chǎn)業(yè)鏈主要包括膜材料研制、膜組件生產(chǎn)、膜設(shè)備制造、膜軟件開發(fā)和膜技術(shù)應(yīng)用。

膜技術(shù)應(yīng)用要求綜合解決方案提供商能夠根據(jù)客戶的個性化需求，根據(jù)不同物料的組成及其不同組分的特性，選擇不同的膜材料，開發(fā)適宜的膜應(yīng)用技術(shù)工藝和軟件，從而獲取最好的膜過濾速度和截留效果，進而提高產(chǎn)品質(zhì)量、增加生產(chǎn)收率、降低資源消耗、減少污染排放和優(yōu)化投資與運行成本。

4、膜產(chǎn)業(yè)市場規(guī)模分析

高性能分離膜作為新型高效分離技術(shù)的核心，具有高分離性能、高穩(wěn)定性、低成本和長壽命等特征，是實現(xiàn)節(jié)能減排和環(huán)境保護的重要基礎(chǔ)材料，在石油化工、醫(yī)藥、食品、電子、水處理與凈化、海水淡化和空氣凈化等領(lǐng)域具有良好的應(yīng)用前景。

國外在高性能分離膜領(lǐng)域起步較早，發(fā)展較為成熟，尤其是在反滲透膜領(lǐng)域已基本形成了壟斷局勢。美國、日本和歐洲在高性能分離膜領(lǐng)域的領(lǐng)先優(yōu)勢尤為明顯。其中，美國在高性能分離膜領(lǐng)域依舊占據(jù)領(lǐng)先地位，其代表性企業(yè)有覆蓋面較大的陶氏杜邦公司、美國科氏濾膜系統(tǒng)有限公司（Koch Membrane Systems，Inc）、懿華水處理技術(shù)公司（Evoqua Water Technologies LLC）等。

我國的膜技術(shù)研究及應(yīng)用雖然相對國外來講起步較晚，但從2000年以后，膜技術(shù)應(yīng)用的解決方案項目數(shù)量和規(guī)模增速較快，膜技術(shù)應(yīng)用發(fā)展迅速，成為世界矚目的新興市場。國際著名膜技術(shù)企業(yè)將中國的水處理領(lǐng)域作為其重要開發(fā)及戰(zhàn)略市場， 2018年我國整個膜產(chǎn)業(yè)市場規(guī)模達到1,901億元，2014年至2018年我國膜產(chǎn)業(yè)市場的年均增長率保持在17%以上，預(yù)計我國的膜產(chǎn)業(yè)將繼續(xù)保持兩位數(shù)以上的增幅。

2014-2018年我國膜產(chǎn)業(yè)市場規(guī)模分析

資料來源：普華有策市場研究中心