《分離膜“十二五”發(fā)展規劃》下發(fā)， “膜”力驅動(dòng)水處理產(chǎn)業(yè)
為了指導膜行業(yè)健康發(fā)展，中國膜工業(yè)協(xié)會(huì )日前向業(yè)內下發(fā)了《分離膜“十二五”發(fā)展規劃》（下稱(chēng)《規劃》）?！兑巹潯分刑岬?，目前水處理方面的應用已占到國內分離膜市場(chǎng)85％的份額，單項處理能力已達到5萬(wàn)—10萬(wàn)立方米/日，單項工程合同金額超過(guò)億元人民幣大關(guān)。就分離膜研究、生產(chǎn)和應用的總體規模而言，我國現已與北美、歐洲并駕齊驅?zhuān)⒑芸鞂④S居世界首位。
包括這份《規劃》在內，至少有7項最新的規劃、文件涉及水處理與分離膜。膜，正成為“十二五”政策交叉支持的“會(huì )合點(diǎn)”。
對中國方興未艾的水處理產(chǎn)業(yè)來(lái)說(shuō)，“膜”力已然初顯。
⊙記者 陳其玨 ○編輯 王曉華
從北京西郊的蓮石路一路往西，過(guò)了永定河便是門(mén)頭溝，四下里豁然開(kāi)朗。遠處，起伏的山巒裹著(zhù)濃濃綠意直撲眼前，近處則是幾座人工湖水色斑斕，令人仿佛瞬間完成從人間到仙境的穿越。
門(mén)頭溝區再生水廠(chǎng)就坐落于此。
“是不是感覺(jué)這兒的空氣比市區好得多？北京市已把這里定位為西部生態(tài)涵養發(fā)展區，我們廠(chǎng)則是實(shí)現這一步的重要環(huán)節。”該廠(chǎng)項目主管李萬(wàn)意對本報記者說(shuō)。
每天，他所在的水廠(chǎng)從門(mén)頭溝南城地區和沿線(xiàn)村落收集大量市政與生活污水，借助一種膜生物反應器（MBR）技術(shù)將污水變?yōu)楦咂焚|(zhì)的再生水，年供水量高達1400萬(wàn)噸。這些再生水除用于當地的綠化灌溉、道路澆灑、建筑沖廁外，更有一部分直接注入被譽(yù)為北京母親河的永定河及人工湖，成為當地生態(tài)治理與水質(zhì)修復的幕后功臣。
記者隨后從負責運營(yíng)門(mén)頭溝區再生水廠(chǎng)的碧水源(300070,股吧)公司獲悉，上述膜生物反應器所用到的主要材料是一種俗稱(chēng)PVDF膜的中空纖維微濾膜，屬于分離膜的一種。以膜為基礎進(jìn)行污水處理的工藝就被稱(chēng)為膜法水處理工藝。
和傳統的沙濾、絮凝沉淀等方式相比，用膜法處理污水不僅能得到優(yōu)質(zhì)的水源，更避免了用化學(xué)方法所造成的二次污染，故當下成為各地水處理市場(chǎng)的主流選擇，在海水淡化、垃圾滲濾液處理等領(lǐng)域均有著(zhù)廣泛應用。
神奇的PVDF膜
步入門(mén)頭溝區再生水廠(chǎng)的廠(chǎng)區，率先看到的既非廠(chǎng)房，也非水泵，卻是一個(gè)籃球場(chǎng)大小的池塘，居中架著(zhù)木質(zhì)觀(guān)景臺，一角則設計成微型瀑布，清泉汩汩流淌。
“這個(gè)池子的水源其實(shí)就是我們生產(chǎn)的再生水——原先都是污水，但現在甚至可以養魚(yú)。”李萬(wàn)意笑說(shuō)。
記者隨后在進(jìn)水車(chē)間看到，這些在池中看來(lái)透明澄澈的清水，處理前卻是渾濁污穢、臭氣熏天。只有經(jīng)過(guò)預處理、生化處理、膜分離、剩余污泥處理、中水回用這五大單元的處理程序之后，污水才“脫胎換骨”成為一泓清泉。
這其中，最關(guān)鍵的兩個(gè)步驟就是生化處理和膜分離——兩者合在一起即是將高效膜分離技術(shù)與活性污泥法相結合的所謂“膜生物反應器技術(shù)”。
“污水中最多的就是有機物，通過(guò)活性污泥中的微生物可以顯著(zhù)降解有機物。”李萬(wàn)意解釋說(shuō)。
順著(zhù)他所指的方向，記者看到三大片組合生化池內盡是死氣沉沉的土黃色污泥，但細觀(guān)之下卻可發(fā)現污泥表面在不斷發(fā)生輕微的騰挪與變化。
“這是因為底下有攪拌器攪拌，用以加快有機物的降解。而每個(gè)生化池的作用也不一樣，如厭氧池負責除磷，缺氧池就負責脫氮。”李萬(wàn)意說(shuō)。
經(jīng)過(guò)這一步之后，污水就來(lái)到最核心的區域——膜池。只見(jiàn)池中的污水起伏跌宕，有如滾燙沸騰的巖漿；兩邊池壁上則探出20余根管狀物，直插入“巖漿”中，仿佛翻江倒海的蛟龍。
“這些管子里裝的就是PVDF膜。通過(guò)膜分離后，污水中的污泥被留在外面，潔凈水則被抽出。另外，有部分管道是用來(lái)向池中打入壓縮空氣，為的是讓膜絲充分擺動(dòng)。”李萬(wàn)意說(shuō)，“如果不擺動(dòng)的話(huà)，則膜絲很快就會(huì )被污泥堵塞。”
在他看來(lái)，傳統水廠(chǎng)出來(lái)的水水質(zhì)差，根本達不到國家一級A的水平，但用膜生物反應器處理的水已經(jīng)優(yōu)于國家一級A了。
記者稍后在碧水源的產(chǎn)品陳列室中見(jiàn)到了PVDF膜的廬山真面目——一根根密密排列的白色細管，具有良好的親水性和抗拉強度。
“這些膜絲被泡在污水中，通過(guò)一定的壓力就可使水通過(guò)膜絲中的孔隙被抽取出來(lái)。由于孔徑非常細小，連肉眼都看不見(jiàn)，因此能阻隔大部分細菌、大分子有機物等。”碧水源有關(guān)人士介紹說(shuō)。
他指出，通常這么細的膜絲加上中間有孔隙，很容易被拉斷，但碧水源生產(chǎn)的膜絲抗拉強度卻可達到200牛頓，這是由于膜絲中加入了自主研發(fā)的內襯，從而大幅提高了強度。
“目前我們在國際上和GE、三菱同處第一梯隊；第二梯隊有西門(mén)子等；其余公司都算第三梯隊。”碧水源董事長(cháng)文劍平告訴本報記者，第一梯隊的PVDF膜抗拉強度能達到200牛頓，通量為25—27（單位L/m2/h，下同），使用壽命達到5—10年。而第二梯隊的膜抗拉強度只有11牛頓，15的通量，2—3年的使用壽命，“第三梯隊就不用提了，只有4牛頓以下，10的通量，1年的使用壽命。”
他表示，國內很多水處理項目一開(kāi)始為了省錢(qián)都用了“第三梯隊”的膜，但僅過(guò)了一年就會(huì )去找碧水源重做項目，“我們做了很多這樣的事情。人們會(huì )發(fā)現，第三梯隊的膜就算價(jià)格再低也不敢用”。
這或許正是為什么碧水源從上市之初就受到強烈追捧的原因之一。
工程化實(shí)施凸顯“膜”力
盡管膜法已被證明是當前水處理市場(chǎng)最有效也最具前景的技術(shù)路線(xiàn)，但如果不能工程化實(shí)施、不能實(shí)現全產(chǎn)業(yè)鏈的運營(yíng)，膜法水處理的優(yōu)勢以及所帶來(lái)的收益也很難發(fā)揮到極致。
以碧水源為例，該公司從最初的單一污水處理整體解決方案提供商向上游膜材料及組器生產(chǎn)領(lǐng)域拓展，并最終確立了行業(yè)龍頭地位。公司2010年上市首次募集的20億元資金就重點(diǎn)投向了膜組器擴大生產(chǎn)及其研發(fā)、超/微濾膜系列產(chǎn)品生產(chǎn)線(xiàn)兩項目。
“目前我們的PVDF超/微濾膜產(chǎn)能是300多萬(wàn)平方米，明年這個(gè)時(shí)候可以達到500—600萬(wàn)平方米。”文劍平透露說(shuō)。
他預計，公司未來(lái)在國內MBR市場(chǎng)的份額將繼續保持，或略有上升。盡管份額不會(huì )再有大幅上升，但隨著(zhù)市場(chǎng)規模的擴大，總量還是會(huì )增加。
“打個(gè)比方，假設過(guò)去我們占有50億市場(chǎng)規模的70%，明年就可能是100億的70%，而整個(gè)水處理市場(chǎng)這塊"餅"會(huì )越做越大。”文劍平透露，公司已確立了自己的戰略，在全國規劃了6—8個(gè)“戰區”——包括內蒙、華南、華東、西南等。與此同時(shí)，相關(guān)產(chǎn)能也在積極跟進(jìn)，今、明兩年大部分產(chǎn)能都可投產(chǎn)，明年的工作重心就是建設好根據地。
事實(shí)上，本報記者此次采訪(fǎng)的門(mén)頭溝區再生水廠(chǎng)也是碧水源的根據地之一。公司此前曾公告稱(chēng)，將以5600萬(wàn)的價(jià)格收購北京市門(mén)頭溝區再生水廠(chǎng)25年的經(jīng)營(yíng)權。假如收購成功，該廠(chǎng)將為公司帶來(lái)每年1400萬(wàn)元以上的運營(yíng)收入。
有分析師認為，該水廠(chǎng)的實(shí)際收益還將高于上述估計值，因北京市的居民生活污水處理價(jià)格是1.04元/噸，門(mén)頭溝再生水廠(chǎng)屬于新建再生水，處理費用還應高于此價(jià)格。按照4萬(wàn)噸/天的水量計算將遠高于1400萬(wàn)元的年收入。
和碧水源一樣，國內另一家水處理上市公司萬(wàn)邦達也是以膜法為基礎從事水處理業(yè)務(wù)，并且同樣以工程總承包業(yè)務(wù)見(jiàn)長(cháng)，所不同的是其處理的主要是工業(yè)污水。
“我們的技術(shù)優(yōu)勢主要體現在水處理技術(shù)的集成運用。公司主營(yíng)工業(yè)水處理業(yè)務(wù)，工業(yè)廢水處理相對于其他污水處理而言具有更高的技術(shù)難度和準入門(mén)檻。”萬(wàn)邦達(300055,股吧)一位高層說(shuō)。
他告訴記者，工業(yè)水處理系統建設及運營(yíng)效果和成本主要取決于污水處理整體工藝的合理性和全部設備運行的經(jīng)濟性。對于整體水系統和運營(yíng)成本而言，單項技術(shù)能夠提高單項工藝質(zhì)量或降低其成本，但更重要的是將各項核心技術(shù)集成運用，從整體角度統籌考慮，實(shí)現水系統整體的高效率、低成本運行。
“我們主要在污水處理、中水回用和脫鹽水處理中存在膜材料的使用，使用的膜材料包括超濾膜和反滲透膜。”上述高層透露說(shuō)。
不過(guò)，萬(wàn)邦達迄今在工業(yè)水處理項目中使用的膜材料幾乎全為進(jìn)口，自身并未涉足膜材料生產(chǎn)。
“公司目前暫無(wú)計劃進(jìn)入膜材料領(lǐng)域。”上述高層指出，由于膜材料供應商屬于公司的長(cháng)期合作伙伴，故成本方面未給公司形成壓力。也由于材料主要依賴(lài)進(jìn)口，他表示很難評估國產(chǎn)膜與進(jìn)口膜的差異。
政策扶持驅動(dòng)“膜”力
盡管如此，國產(chǎn)膜與進(jìn)口膜在價(jià)格、市場(chǎng)占有率等方面的差異還是相當明顯的，這也是為什么業(yè)界一直呼吁要大力提高分離膜國產(chǎn)化率的原因所在。這其中，政策扮演了至關(guān)重要的角色。記者統計發(fā)現，至少有7項最新的規劃、文件涉及水處理與分離膜——膜，正成為“十二五”政策交叉支持的“會(huì )合點(diǎn)”。
《分離膜“十二五”發(fā)展規劃》顯示，目前國內反滲透膜有90％是進(jìn)口產(chǎn)品；超濾和微濾膜約40％進(jìn)口。而用于制作膜的原材料有50％—70％依賴(lài)進(jìn)口。
為此，《規劃》提出：“十二五”期間，中國要在分離膜全領(lǐng)域形成完備的、規?；哪づc膜組器的生產(chǎn)技術(shù)與生產(chǎn)能力，膜性能達到國際先進(jìn)水平。
“這其中，國產(chǎn)反滲透膜應用要進(jìn)入水處理高端領(lǐng)域，國內市場(chǎng)占有率上升至25％—30％，并有出口。超濾和微濾膜領(lǐng)域則要研制高強度、高水通量、耐污染的超/微濾膜，產(chǎn)能達到4500萬(wàn)—5000萬(wàn)平方米/年。”中國膜工業(yè)協(xié)會(huì )副理事長(cháng)兼秘書(shū)長(cháng)尤金德透露說(shuō)。
為了實(shí)現上述目標，《規劃》建議大力推動(dòng)示范性膜法處理工程，如在市政供水領(lǐng)域要加快推進(jìn)膜法處理技術(shù)，實(shí)現飲用水的高品質(zhì)化。
在廢水資源化方面，《規劃》提出對多種工業(yè)廢水，分別建立廢水處理、再生水回用的5萬(wàn)—10萬(wàn)立方米/日級的示范工程；增加膜品種和大幅度提高膜產(chǎn)量；MBR等膜處理技術(shù)逐步推向市政污水的資源化。
“這其中，最關(guān)鍵的是要把污水作為一個(gè)新水源來(lái)看待。”國家“863”膜與水處理領(lǐng)域專(zhuān)家組成員、國家發(fā)改委評議專(zhuān)家陳觀(guān)文對記者說(shuō)。
他指出，中國有3億人喝不到達標水，而2012年將實(shí)施的飲用水新標準，當前幾乎大部分地方都達不到，這都需要依靠膜法處理來(lái)達標。
據了解，最遲將于2012年7月1日強制實(shí)施的《生活飲用水衛生標準》（GB5749-2006）將飲用水指標由原標準的35項增至106項，并對原標準35項指標中的8項進(jìn)行了修訂。按照這個(gè)標準，用膜法對飲用水深度處理是必由之路。
如9月7日首次亮相的《新材料產(chǎn)業(yè)“十二五”發(fā)展規劃》就把功能膜材料列入新材料“十二五”重點(diǎn)扶持專(zhuān)項工程；《節能環(huán)保產(chǎn)業(yè)發(fā)展規劃》則明確提出要重點(diǎn)攻克膜生物反應器，重點(diǎn)研發(fā)和產(chǎn)業(yè)化示范膜材料。
前不久發(fā)布的《全國地下水污染防治規劃》明確，到2015 年要初步控制地下水污染源，初步遏制地下水水質(zhì)惡化趨勢；到2020 年要令重點(diǎn)地區地下水水質(zhì)明顯改善。這同樣須仰賴(lài)膜材料的應用。
此外，環(huán)保部即將出臺的《再生水利用專(zhuān)項規劃》明確提出，到2015年，全國城市再生水利用率要達到20%以上，較2010年底提高逾10個(gè)百分點(diǎn)。另一份《“十二五”主要污染物總量控制規劃編制技術(shù)指南(征求意見(jiàn)稿)》則擬提高污水治理的排放標準，加大再生水回用力度，并強制性要求處理污泥。這意味著(zhù)現有污水處理設施將大規模升級改造，繼而給膜生物反應器技術(shù)的大面積推廣帶來(lái)契機。
可以想見(jiàn)，在政策“東風(fēng)”與神奇“膜”力的驅動(dòng)下，中國的水處理“巨幅畫(huà)卷”正徐徐展開(kāi)……
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