純水設備分析中國膜產業可持續發展戰略
【蘭州純水設備http://www.shequ6.cn】作為材料科學和過程工程科學等諸多學科交叉結合、相互滲透而產生的膜技術，特別適于現代工業對節能降耗、低品位原材料再利用和環境治理與保護等重大需求，成為實施國家可持續發展戰略的重要組成部分。膜分離技術推廣應用的覆蓋面可以反映出一個國家過程工業、能源利用和環境保護的水平。
過去20多年間，中國在膜領域取得了長足的進步，在面向我國水資源、能源、傳統工業技術改造等方面的重大需求，初步建立了面向應用過程的膜材料設計與制備理論框架，形成了一系列具有自主知識產權、性能達到國際先進水平的膜材料與膜過程，為我國的節能減排與傳統產業改造作出了突出貢獻。與此相對應的是中國膜行業總產值高速增長，年產值從1993年的2億人民幣上升到2017年的1800億人民幣，預計未來五年中國膜行業年產值有望達到3000億人民幣。
快速成長的中國膜產業也面臨著嚴峻的挑戰，體現在以下四個方面：
應用層次偏低，應用領域偏窄; 純水設備
膜產業配套能力不足;
膜產業自主創新能力不強，由于膜行業知識產權保護不到位，導致無序競爭，技術升級緩慢，產業附加值低等問題;
企業規模普遍偏小，開拓國際市場的能力較弱。
中國膜市場的規模到底有多大?如何科學評估中國膜技術競爭力?如何提升膜產業的附加值和市場競爭力?如何提升龍頭企業產業鏈整合能力建立、健全膜產業市場機制，為我國膜產業發展提供良好的發展環境?如何推動中國膜企業走向國際市場?這些都是中國膜產業發展過程中需要回答的重要問題。
研究內容
為了回答這些問題，從2008至今，以鄭祥博士為首的中國人民大學“膜技術創新與產業發展研究中心”研究團隊聯合中國科學院生態環境研究中心、同濟大學、哈爾濱工業大學、中國科學院文獻情報中心、伊利諾伊香檳分校這五大機構，組織環境科學與工程、材料科學與工程、圖書情報學、管理學四大學科的專家團隊進行連續十年的研究工作。主要研究內容如下：
系統調研主要膜技術在全球膜市場的應用現狀，陸續完成對中國、美國、日本、歐洲、中東五大區域的膜市場現狀、膜技術研發動向與發展趨勢的調查與評估。
對2008—2017這十年中國膜市場所面臨的宏觀及中觀行業政策環境、市場熱點與關注點進行系統分析。
采用文獻計量學方法與專家調查法對中國膜技術競爭力進行系統評估。
對膜技術在我國市政與工業領域中的應用進行系統調查，特別針對膜在工業領域(電力、鋼鐵、石化三大行業)、市政污水資源化、市政飲用水深度處理與民用凈水產品四大領域的應用現狀及未來的應用前景進行評估。
系統分析國內具有代表性的30家膜企業與全球15大著名膜企業的經營業績、核心業務及核心競爭力。純水設備
這些研究工作有效地連接經濟、商學、文獻情報學的宏觀分析緯度和膜分離產業企業管理的微觀分析緯度，將定性分析和定量分析恰當地結合起來，對全球特別是膜分離市場現狀、存在問題、技術研發動向與發展趨勢進行系統調查;對全球主要膜分離企業的核心競爭力進行評估。
案例:MBR在我國大規模應用的驅動力分析
從2005年開始，處理規模在萬噸以上的MBR工程年新增規模迅速擴大(見下圖)。隨著排放標準的提高和民眾對環境保護意識的加強以及膜材料價格的下降，MBR工藝開始在全國多地大規模的商業化應用，出現了北京清河污水處理廠(15×104m3/d)、廣州京溪污水處理廠(10×104m3/d)、南京城東污水處理廠(15×104m3/d)、昆明第十污水處理廠(15×104m3/d)、武漢三金潭污水處理廠(20×104m3/d)等超十萬噸以上處理規模的MBR工程。據不完全統計，目前中國投入運行或在建的MBR系統已有200多個萬噸級MBR系統在市政污水處理領域得到應用。預計到2018年底，我國投入運行的MBR系統累計處理能力將超過1400萬m3/d。
案例:MBR在我國大規模應用的驅動力分析
案例:MBR在我國大規模應用的驅動力分析
短短十年的時間，MBR在中國的應用呈現跨越式增長的態勢，處理規模從不足50萬m3/d(2007年)上升到1200萬m3/d(2017年)。哪些因素推動了MBR技術在我國的高速發展?
(1)政治因素—舉國體制帶來的發展機遇
華北地區：北京地處內陸華北地區，水資源嚴重短缺。北京市政府為了體現“科技奧運、綠色奧運和人文奧運”的理念，把目光聚焦到污水膜法處理技術，于2005-2007年間先后建立了密云再生水廠(4.5萬m3/d)、北小河污水處理廠(6萬m3/d)、懷柔污水處理廠(3.5萬m3/d)、溫榆河污水處理廠(10萬m3/d)等多個大型MBR市政污水處理廠，由清河再生水處理廠和北小河污水處理廠出水聯網供應以保證奧運公園的補水要求，使奧運公園成為當時全球最大的以再生水為唯一水源的人工水景。這些污水處理廠成為北京城市基礎設施的重要組成部分，也為中國發展MBR產業打下良好的基礎。
華中地區：南水北調工程旨在緩解中國華北和西北地區水資源短缺的現狀，中線區的水源保護決定著中線水源的水質，水源水質量很大程度上直接決定整個南水北調工程的成敗。十堰市是南水北調水源核心區和水源涵養區，處于長江流域的中北部、漢江流域的中上游與水源地丹江口水庫。神定河因接納十堰市的工業、生活廢污水，油類污染較為嚴重。為保護水源水，2009年神定河建成了當時最大的MBR污水處理廠(11萬m3/d)。
華南地區：2010年，廣州為了實現“綠色亞運”的目標，建成了設計規模為10萬m3/d地埋式MBR污水處理系統——京溪污水處理廠。MBR技術在廣州亞運會期間的成功應用，為MBR技術在華南地區的推廣應用起到了很好的示范作用。
(2)經濟因素—規模效應與技術進步帶來的影響
MBR噸水總投資費用為2100～7000元，平均約3800元，直接工程費用為2000～4500元(包括土建、安裝、膜系統及其它設備)之間。投資費用的差異與應用領域(污水處理、污水深度處理、地表水處理、雨水處理)、項目建設時期(新建、擴建、升級改造項目)、膜組件廠商、結構形式(地上式、半地下式和全地下式)等均有較大關系。MBR工藝的處理成本主要是由電費、藥劑費(外加碳源、除磷、膜清洗、消毒)、人工費、污泥處理與處置和膜組器與設備的折舊費用(壽命)等組成。其中，噸水運行能耗、膜價格和膜使用壽命是影響MBR運行費用的關鍵因素(后兩者影響膜的折舊費用)，膜通量和膜價格是影響MBR投資費用的關鍵因素。
2003年以來，中國MBR膜的耐污染性、膜使用壽命、膜通量等指標都有大幅度提高，在市政污水處理領域的MBR工程項目，MBR設計平均膜通量從15年前的8~12L/㎡/h上升到15~25L/㎡/h之間，膜的使用壽命也從15年前的1-2年上升到3-5年之間。而膜價格在過去15年不僅沒有提高，反而略有降低，考慮到過去15年中國的通貨膨脹因素，膜價格幾乎下降到15年前1/3到1/4的水平。在不斷的實踐應用和研發過程中，MBR在工程建設和運行中的一些問題逐步得到了改進和突破，為MBR技術在我國市政污水處理項目中更多的應用奠定了工程經驗的基礎。膜材料的不斷進步、膜組件的更新和不斷累積的工程運行經驗與教訓推動了MBR的大規模應用。
(3)生態敏感區排放標準的提高—“三河三湖”治理的需求推動
經濟的快速發展、人口增加以及農業面源污染使得我國城市湖泊大部分均處于富營養化的狀態。2007年，太湖藍藻大規模爆發，一夜之間數百萬群眾的飲用水受到嚴重威脅，引發了無錫供水危機。太湖藍藻事件后，為削減太湖流域排污總量，太湖流域的污水處理廠執行《城鎮污水處理廠污染物排放標準》(GB18918-2002)中一級A標準，排放標準的提高是MBR工藝在中國水資源較為充沛的東南地區大規模應用的主要原因。與此同時，嚴控出水水質的環保監督力度加大也進一步加速了MBR的應用，滇池流域的昆明市的大規模應用可見一斑。
表1MBR在生態敏感區的應用
表1MBR在生態敏感區的應用
(4)污水回用的需求
中國是全球最缺水的國家之一，水資源的短缺使市政污水進行再生回用成為缺水地區的訴求。MBR的出水水質可滿足多種再生水水質標準，在回用用途和出水水質保障率上明顯優于傳統工藝進行深度處理后的水質，因此，回用水的需求是MBR工藝在中國大規模應用的另一原因。北京、天津、內蒙古等嚴重結構性缺水的地區采用MBR主要出于污水回用的目的。
(5)土地升值帶來的影響
隨著城市化發展的不斷推進，市區用地趨于緊張、空間利用率要求也不斷提高，同時，人們對城市生活環境水平要求也不斷提升。MBR工藝由于其污泥濃度高，占地面積小，單體構筑物少于傳統工藝，使其在一些地區得到青睞。用于市政污水的平均占地面積是0.9㎡/(m3/d)，而包含三級處理的傳統工藝市政污水處理廠的占地面積標準是1.2～1.6㎡/(m3/d)。如果進一步考慮征地費用，由于MBR技術占地面積較小，投資差距會進一步縮小。近年來，由于在建成區內規劃污水處理廠存在建設用地小，衛生防護距離不足等情況，近年來，越來越多的城市選擇了采用MBR工藝建造地下式污水處理廠。地下式MBR污水廠建成后，地表可以建成綠地、公園，節省用地空間，對周邊用地產生的影響減小。如廣州京溪污水處理廠(10×104m3/d)、昆明市第十污水處理廠(15×104m3/d)、山西太原晉陽污水處理廠(12×104m3/d)均采用了MBR工藝建造地下式污水處理廠。
小結
2010年前，MBR在中國的應用規模較大的地區主要集中在北京、江蘇、廣東及湖北等地。2010年后MBR的應用規模在不斷擴大，應用的地域也迅速擴展到西南、西北及東北等之前應用較少的地方，向全國范圍內擴大應用。MBR在中國的大規模應用不僅得益于北京奧運會中北小河污水處理廠、密云再生水廠等MBR工程項目的成功經驗，還與水資源短缺的加劇，水回用市場需求增大，南水北調對水源地的保護，城市土地資源緊張的現狀，以及國內膜企業的快速發展壯大等因素有密不可分的關系。
展望
中國人民大學“膜技術創新與產業發展研究中心”研究團隊將繼續圍繞國家環境保護宏觀戰略與膜產業發展政策設計、綠色金融與膜產業發展資金機制、膜技術應用實踐等領域，突出科學技術與經濟管理相融合、突出基礎研究與技術應用相結合，搭建“產、學、研、用”緊密結合的技術創新和產業協同發展的開放式研究團隊，在科技開發、成果轉化、咨詢服務等多方面為政府和企業經營管理提供扎實的決策依據，推動我國膜產業科學健康發展。純水設備，醫用GMP純化水設備 ，醫用水處理設備。 蘭州純水設備 。
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