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膜技术产业包括膜材料、膜组件、膜分离装备和膜技术应用。膜分离是基于膜的选择透过性,使含有不同分子量分子的混合物在通过半透膜时,实现选择性分离的过程。膜技术自 20 世纪 60 年代开始应用于工业,凭借其高分离性能、高稳定性、低成本和长产品寿命的优势,在垃圾渗滤液处理、石油化工、医药、食品、水处理与净化、海水淡化等领域,显示出良好的应用前景,是实现节能减排和环境保护的重要手段之一。
中金企信国际咨询公布《2021-2027年中国膜材料行业市场发展态势及投资前景可行性报告》
膜材料是组成膜组件的基础材料,膜组件经过与泵、阀、控制系统等的集成,可形成膜分离装备,后者可用于垃圾渗滤液等高浓度污废水处理、物料分离、市政污水处理和回用等领域。
(1)膜组件简介:膜技术应用的最小可用单元是膜组件,膜组件是由膜材料、支撑体与进水结构件、出水结构件等,按照一定工艺组装而成。
根据膜构型的不同,膜组件可分为中空纤维膜组件、平板式膜组件、管式膜组件、卷式膜组件四种基本的构型;并可由此改造、结合、组装为 ST、MT、DT 类膜组件,改良后的膜组件在应用领域和分离性能方面,较之原型均有较大的提升。其中 ST 膜组件和 MT 膜组件具有更高的填装密度,在水量较大的情况下实现分离;而 DT 类膜组件较之于一般膜组件,因其独特的分离原理和形态结构,具有截流性能强、耐高压、抗堵塞、易于维护及更换等优势。
中金企信国际咨询公布《2021-2027年中国膜组件行业市场调研及战略规划投资预测报告》
根据膜孔径大小或阻留微粒表观尺寸大小的不同,膜组件可分为微滤膜(MF)、超滤膜(UF)、纳滤膜(NF)和反渗透膜(RO),其各自的功能和应用领域如下:
膜的种类 |
过滤精度/μm |
截留分子质量/D |
功能 |
主要应用领域 |
微滤(MF) |
0.1-1 |
>100,000 |
能对菌体、悬浮固体、部分病毒及大尺度胶体进行分离 |
可作为一般饮用水的去浊,中水回用,纳滤或反渗透系统的预处理 |
超滤(UF) |
0.01-0.1 |
10,000-100,000 |
去除胶体、蛋白质、微生物和大分子有机物 |
广泛应用于料液的澄清、大分子有机物的分离纯化、污水、废水处理及回用,给水净化、海水淡化预处理等领域 |
纳滤(NF) |
0.001-0.003 |
150-1,000 |
去除多价离子、部分一价离子和分子量在 150-1,000Daltons 的物质 |
能脱出水体硬度、色度及放射性物质,广泛应用于料液浓缩、产品精制、水质净化脱色、除硬等领域 |
反渗透(RO) |
0.0004-0.0006 |
>100 |
去除溶解盐及分子量约 100Daltons 的物质 |
应用于纯净水、软化水、无离子水、海水淡化、特种分离、工业废水处理、垃圾渗滤液处理等领域 |
(2)膜分离装备简介:膜分离装备通常由膜组件单元、清洗单元、控制系统、驱动泵系统及配套的阀门、管路系统等部件组合构成。针对不同应用环境、物料体系的特性以及工艺要求进行设计,可以实现物料体系的连续化、自动化过滤和分离。
中金企信国际咨询公布《2021-2027年中国膜分离装备行业市场发展深度调查及投资战略可行性报告》
膜分离装备在水处理、物料分离、空气过滤等领域有着广泛的应用。其中在水处理领域中的应用场景,主要为垃圾渗滤液处理、工业废水处理、海水淡化、市政污水处理、城市供水处理等。
(3)膜技术的应用:膜技术应用是指服务商综合考虑项目间的差异和客户的个性化需求,根据物料组分的差异和特点,选择不同的膜组件,运用不同的膜分离装备,开发合适的膜分离工艺,以期获得最佳的膜分离和过滤效果;同时兼顾提高生产效率、降低资源消耗、减少污染排放、降低项目成本等诉求。膜技术具有的无相变、运行稳定、药剂投料少、抗污染等特性,近年来在多种污废水处理场景中得到大量使用,并获得广泛的认可。
常见的膜技术包括液体膜分离技术、膜生物反应器技术等,将各自的技术原理及应用,概述如下:
①液体膜分离技术:液体膜分离技术是指含有不同分子水平粒径的混合物,在通过特定膜时,实现对两组分或多组分混合液体的选择性分离技术。从驱动力来源来看,液体膜分离技术包括以压力驱动的膜技术(如微滤、超滤、纳滤、反渗透)、以电场驱动的膜技术(如电渗析)、以溶解渗透驱动的渗透气化膜技术等。其中技术最成熟、应用最广泛的是以压力驱动的膜技术。
中金企信国际咨询公布《2021-2027年中国微滤膜行业市场研究及深度专项调查投资预测报告》
以压力驱动的液体膜分离技术,按照膜孔径尺寸的大小,可以分为微滤膜(MF)分离技术、超滤膜(UF)分离技术、纳滤膜(NF)分离技术和反渗透膜(RO)分离技术,过滤精度随孔径尺寸缩小而层层递进。
中金企信国际咨询公布《2021-2027年中国超滤膜市场竞争策略及投资可行性研究报告》
微滤膜分离技术的截留孔径在 0.1-1.0μm,可用来去除悬浮颗粒物、细菌、部分病毒和大尺寸胶体;超滤膜分离技术截留孔径在 0.01-0.1μm,能够去除胶体、蛋白质、微生物和大分子有机物。微滤、超滤技术,多应用于固液分离、大小分子物质的分离、脱除色素、产品提纯、油水分离等领域。可采用的膜组件主要有:陶瓷膜、平板膜、不锈钢膜、有机管式膜。
中金企信国际咨询公布《2021-2027年中国纳滤膜市场研究及投资建议预测报告》
纳滤膜分离技术主要用于脱盐浓缩、物料脱色、软化除硬等领域,可以截留分子量在 150-1,000 道尔顿(Daltons)的分子。该技术最显著特点是,在截留可透过超滤膜的小分子有机物及重金属的同时,又能被反渗透截留的部分无机矿物质,使浓缩与脱盐的过程同步进行,从而达到特定的分离纯化要求。该技术通常采用的膜组件包括卷式膜、管式膜等。反渗透膜分离技术可以去除大部分溶解性盐和分子量约 100Daltons 的有机物,主要用于海水淡化、脱盐水的浓缩和制备领域,是纯水制备领域广泛使用的技术,具有产水水质高、运行成本低、无污染、操作方便、运行可靠等优点。
中金企信国际咨询公布《2021-2027年中国反渗透膜市场调研及发展趋势预测报告》
②膜生物反应器技术(MBR):膜生物反应器技术是废水处理领域广泛应用的一种工艺,其主要原理是利用膜的微孔过滤原理,截留过滤生物活性污泥,取代传统水力式沉淀池和介质过滤,实现出水的澄清分离。由于该技术不受水力停留时间和污泥排泥时间限制,可以在较高的污泥负荷下运行,污废水处理效率和抗冲击负荷增加、出水澄清水质好,因而近年来得到广泛的应用。
中金企信国际咨询公布《2021-2027年中国膜生物反应器市场竞争力分析及投资战略预测研发报告》
常见的 MBR 技术有外置式及浸没式工艺。外置式 MBR 技术主要采用管式膜、平板膜组件结构形式,膜系统外置,通过泵将活性污泥混合液泵入膜组件进行过滤,主要用于垃圾渗滤液、工业废水等中高浓度的废水处理。浸没式 MBR技术主要采用平板膜、中空纤维膜等形式的膜组件,膜组件浸没于生化池中,通过抽吸泵抽吸出水,常用于市政生活废水、工业园区废水等中低负荷的污废水处理。