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膜分离产业需求市场及驱动因素分析
膜分离产业需求市场及驱动因素分析
* 来源 : 普华有策 * 作者 : admin * 发表时间 : 2020-07-01 * 浏览 : 0

北极星水处理网6月15日讯:1、膜分离技术

膜是具有选择性分离功能的材料,利用膜的选择性分离实现料液的不同组分的分离、纯化、浓缩的过程称作膜分离。它与传统过滤的不同在于,膜可以在分子范围内进行分离,并且这过程是一种物理过程,不需发生相的变化和添加助剂。与过滤、精馏、萃取、蒸发等传统分离技术相比,膜分离技术具有能耗低、分离效率高、设备简单、无相变、无污染等优点,因此被称为新型高效分离技术。

膜的孔径一般为微米级,依据其孔径的不同(或称为截留分子量),可将膜分为微滤膜、超滤膜、纳滤膜和反渗透膜,根据材料的不同,可分为无机膜和有机膜,无机膜主要是陶瓷膜和金属膜,其过滤精度较低,选择性较小。有机膜是由高分子材料做成的,如醋酸纤维素、芳香族聚酰胺、聚醚砜、聚氟聚合物等等。

微滤(MF)又称微孔过滤,它属于精密过滤,其基本原理是筛孔分离过程。鉴于微孔滤膜的分离特征,微孔滤膜的应用范围主要是从气相和液相中截留微粒、细菌以及其他污染物,以达到净化、分离、浓缩的目的。对于微滤而言,膜的截留特性是以膜的孔径来表征,通常孔径范围在 0.1~1 微米,故微滤膜能对大直径的菌体、悬浮固体等进行分离,可作为一般料液的澄清、保安过滤、空气除菌。

超滤(UF)是介于微滤和纳滤之间的一种膜过程,膜孔径范围在 0.05 至 0.1 微米。超滤过程通常可以理解成与膜孔径大小相关的筛分过程,超滤膜的截留特性是以对标准有机物的截留分子量来表征,通常截留分子量范围在 1000~300000Da,故超滤膜能对大分子有机物(如蛋白质、细菌)、胶体、悬浮固体等进行分离,广泛应用于料液的澄清、大分子有机物的分离纯化、除热源。

纳滤(NF)是介于超滤与反渗透之间的一种膜分离技术, 其截留分子量在 80~1000Da 的范围内,孔径为几纳米。膜的截留特性是以对标准 NaCl、MgSO4、CaCl2溶液的截留率来表征,通常截留率范围在 60%~90%,相应截留分子量范围在 100~1000Da,故纳滤膜能对小分子有机物等与水、无机盐进行分离,实现脱盐与浓缩的同时进行,其在制药、生物化工、 食品工业等诸多领域显示出广阔的应用前景。

反渗透(RO)是利用反渗透膜只能透过溶剂(通常是水)而截留离子物质或小分子物质的选择透过性,以膜两侧静压为推动力,而实现的对液体混合物分离的膜过程。反渗透是膜分离技术的一个重要组成部分,能够去除可溶性的金属盐、有机物、细菌、胶体粒子、发热物质,也即能截留所有的离子,在生产纯净水、软化水、无离子水、产品浓缩、废水处理方面反渗透膜已经应用广泛。

2、膜分离技术的发展与应用

高分子膜的分离功能很早就被发现,1748 年,耐克特(A. Nelkt)发现水能自动地扩散到装有酒精的猪膀胱内,开创了膜渗透的研究。自 20 世纪 60 年代中期以来,膜分离技术真正实现了工业化。首先出现的分离模式包括超过滤膜(UF 膜),微孔过滤膜(MF 膜)和反渗透膜(RO 膜),之后又开发了其他类型的分离膜,广泛应用于社会各个领域。

作为一种高新技术,膜技术并不是高不可攀的,实际上,它就在我们身边。比如,随处可购买到的纯净饮用水绝大部分采用膜技术净化得到;为保持乳品的营养价值及水果的风味,牛奶、酸奶、奶酪等也可以采用膜技术进行除菌、浓缩及杂质去除。

3、两大因素驱动行业长期向好

(1)良好的经济基础给我国膜分离产业的发展奠定基础、提供机遇

改革开放 40多年来,中国经济一直保持着良好的增长势头,这是中国膜分离产业能够发展的基本动力。2010 年我国 GDP 总量已经超越日本成为全球第二,我国人均 GDP接近 4000 美元。国家统计局数据显示,2019年中国 人均GDP首破1万美。此外,受益于经济发展,目前我国企业实力大大增强,居民收入提高,产业和消费升级对于膜分离产品在工业领域以及消费领域的应用提供了坚实的基础,为我国膜分离产业腾飞提供前所未有的机遇。

(2)政府开始大力推动膜产业的发展

膜技术的发展得到了全球范围的高度重视,美国、日本、欧洲等多国政府将膜技术作为 21 世纪高新技术进行研究与开发,制定了相应的研究开发计划,促进了膜技术和产业的强劲发展。我国政府对膜技术的研究和开发同样十分重视,自“六五”以来,每个五年计划都把膜技术作为重点项目进行支持。《“十三五”国家战略性新兴产业发展规划》、《新材料产业发展指南》、《战略性新兴产业分类(2018)》、《重点新材料首批次应用示范指导目录(2019)》以及《产业结构调整指导目录(2019本)》的发布与实施均为为膜技术和膜产业的自身发展,膜应用市场的培育带来了前所未有的机遇。

4、行业主要进入壁垒

(1)人才壁垒

膜分离行业在我国仍处于起步阶段,我国尚未建立起专门的膜分离行业人才培养和教育体系,膜分离从业人员多是来自相关专业,缺乏综合性人才。业内各企业基本上以自己培养为主,但由于膜分离行业应用较广,需要跨越多个学科的全面技术人才,这类人才培育周期较长,相对稀缺。新进入者面临人才壁垒。

(2)技术壁垒

一般纯水处理的膜分离相关产品的技术壁垒较低,竞争者众多。应用于医药、食品等专业领域膜分离系统产品技术难度高,其核心技术及应用技术的掌握需要长时间积累。企业不仅仅需要掌握各种类型膜分离设备的特性以及在组合时候不同的作用,同时必须积累相关的数据。新进入者需要对行业发展方向和技术发展趋势进行把握,短期内很难与先进入者在核心技术层面和应用技术层面展开竞争。