《分離膜“十二五”發(fā)展規(guī)劃》下發(fā)， “膜”力驅(qū)動(dòng)水處理產(chǎn)業(yè)
為了指導(dǎo)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(nèi)下發(fā)了《分離膜“十二五”發(fā)展規(guī)劃》（下稱《規(guī)劃》）。《規(guī)劃》中提到，目前水處理方面的應(yīng)用已占到國內(nèi)分離膜市場85％的份額，單項(xiàng)處理能力已達(dá)到5萬—10萬立方米/日，單項(xiàng)工程合同金額超過億元人民幣大關(guān)。就分離膜研究、生產(chǎn)和應(yīng)用的總體規(guī)模而言，我國現(xiàn)已與北美、歐洲并駕齊驅(qū)，并很快將躍居世界首位。
包括這份《規(guī)劃》在內(nèi)，至少有7項(xiàng)最新的規(guī)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)來說，“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，過了永定河便是門頭溝，四下里豁然開朗。遠(yuǎn)處，起伏的山巒裹著濃濃綠意直撲眼前，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。
門頭溝區(qū)再生水廠就坐落于此。
“是不是感覺這兒的空氣比市區(qū)好得多？北京市已把這里定位為西部生態(tài)涵養(yǎng)發(fā)展區(qū)，我們廠則是實(shí)現(xiàn)這一步的重要環(huán)節(jié)。”該廠項(xiàng)目主管李萬意對本報(bào)記者說。
每天，他所在的水廠從門頭溝南城地區(qū)和沿線村落收集大量市政與生活污水，借助一種膜生物反應(yīng)器（MBR）技術(shù)將污水變?yōu)楦咂焚|(zhì)的再生水，年供水量高達(dá)1400萬噸。這些再生水除用于當(dāng)?shù)氐木G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(dāng)?shù)厣鷳B(tài)治理與水質(zhì)修復(fù)的幕后功臣。
記者隨后從負(fù)責(zé)運(yùn)營門頭溝區(qū)再生水廠的碧水源(300070,股吧)公司獲悉，上述膜生物反應(yīng)器所用到的主要材料是一種俗稱PVDF膜的中空纖維微濾膜，屬于分離膜的一種。以膜為基礎(chǔ)進(jìn)行污水處理的工藝就被稱為膜法水處理工藝。
和傳統(tǒng)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(dāng)下成為各地水處理市場的主流選擇，在海水淡化、垃圾滲濾液處理等領(lǐng)域均有著廣泛應(yīng)用。
神奇的PVDF膜
步入門頭溝區(qū)再生水廠的廠區(qū)，率先看到的既非廠房，也非水泵，卻是一個(gè)籃球場大小的池塘，居中架著木質(zhì)觀景臺(tái)，一角則設(shè)計(jì)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(xiàn)在甚至可以養(yǎng)魚。”李萬意笑說。
記者隨后在進(jìn)水車間看到，這些在池中看來透明澄澈的清水，處理前卻是渾濁污穢、臭氣熏天。只有經(jīng)過預(yù)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(jié)合的所謂“膜生物反應(yīng)器技術(shù)”。
“污水中最多的就是有機(jī)物，通過活性污泥中的微生物可以顯著降解有機(jī)物。”李萬意解釋說。
順著他所指的方向，記者看到三大片組合生化池內(nèi)盡是死氣沉沉的土黃色污泥，但細(xì)觀之下卻可發(fā)現(xiàn)污泥表面在不斷發(fā)生輕微的騰挪與變化。
“這是因?yàn)榈紫掠袛嚢杵鲾嚢瑁靡约涌煊袡C(jī)物的降解。而每個(gè)生化池的作用也不一樣，如厭氧池負(fù)責(zé)除磷，缺氧池就負(fù)責(zé)脫氮。”李萬意說。
經(jīng)過這一步之后，污水就來到最核心的區(qū)域——膜池。只見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，有部分管道是用來向池中打入壓縮空氣，為的是讓膜絲充分?jǐn)[動(dòng)。”李萬意說，“如果不擺動(dòng)的話，則膜絲很快就會(huì)被污泥堵塞。”
在他看來，傳統(tǒng)水廠出來的水水質(zhì)差，根本達(dá)不到國家一級A的水平，但用膜生物反應(yīng)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)品陳列室中見到了PVDF膜的廬山真面目——一根根密密排列的白色細(xì)管，具有良好的親水性和抗拉強(qiáng)度。
“這些膜絲被泡在污水中，通過一定的壓力就可使水通過膜絲中的孔隙被抽取出來。由于孔徑非常細(xì)小，連肉眼都看不見，因此能阻隔大部分細(xì)菌、大分子有機(jī)物等。”碧水源有關(guān)人士介紹說。
他指出，通常這么細(xì)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(qiáng)度卻可達(dá)到200牛頓，這是由于膜絲中加入了自主研發(fā)的內(nèi)襯，從而大幅提高了強(qiáng)度。
“目前我們在國際上和GE、三菱同處第一梯隊(duì)；第二梯隊(duì)有西門子等；其余公司都算第三梯隊(duì)。”碧水源董事長文劍平告訴本報(bào)記者，第一梯隊(duì)的PVDF膜抗拉強(qiáng)度能達(dá)到200牛頓，通量為25—27（單位L/m2/h，下同），使用壽命達(dá)到5—10年。而第二梯隊(duì)的膜抗拉強(qiáng)度只有11牛頓，15的通量，2—3年的使用壽命，“第三梯隊(duì)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(nèi)很多水處理項(xiàng)目一開始為了省錢都用了“第三梯隊(duì)”的膜，但僅過了一年就會(huì)去找碧水源重做項(xiàng)目，“我們做了很多這樣的事情。人們會(huì)發(fā)現(xiàn)，第三梯隊(duì)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(qiáng)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(dāng)前水處理市場最有效也最具前景的技術(shù)路線，但如果不能工程化實(shí)施、不能實(shí)現(xiàn)全產(chǎn)業(yè)鏈的運(yùn)營，膜法水處理的優(yōu)勢以及所帶來的收益也很難發(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(kuò)大生產(chǎn)及其研發(fā)、超/微濾膜系列產(chǎn)品生產(chǎn)線兩項(xiàng)目。
“目前我們的PVDF超/微濾膜產(chǎn)能是300多萬平方米，明年這個(gè)時(shí)候可以達(dá)到500—600萬平方米。”文劍平透露說。
他預(yù)計(jì)，公司未來在國內(nèi)MBR市場的份額將繼續(xù)保持，或略有上升。盡管份額不會(huì)再有大幅上升，但隨著市場規(guī)模的擴(kuò)大，總量還是會(huì)增加。
“打個(gè)比方，假設(shè)過去我們占有50億市場規(guī)模的70%，明年就可能是100億的70%，而整個(gè)水處理市場這塊"餅"會(huì)越做越大。”文劍平透露，公司已確立了自己的戰(zhàn)略，在全國規(guī)劃了6—8個(gè)“戰(zhàn)區(qū)”——包括內(nèi)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(shè)好根據(jù)地。
事實(shí)上，本報(bào)記者此次采訪的門頭溝區(qū)再生水廠也是碧水源的根據(jù)地之一。公司此前曾公告稱，將以5600萬的價(jià)格收購北京市門頭溝區(qū)再生水廠25年的經(jīng)營權(quán)。假如收購成功，該廠將為公司帶來每年1400萬元以上的運(yùn)營收入。
有分析師認(rèn)為，該水廠的實(shí)際收益還將高于上述估計(jì)值，因北京市的居民生活污水處理價(jià)格是1.04元/噸，門頭溝再生水廠屬于新建再生水，處理費(fèi)用還應(yīng)高于此價(jià)格。按照4萬噸/天的水量計(jì)算將遠(yuǎn)高于1400萬元的年收入。
和碧水源一樣，國內(nèi)另一家水處理上市公司萬邦達(dá)也是以膜法為基礎(chǔ)從事水處理業(yè)務(wù)，并且同樣以工程總承包業(yè)務(wù)見長，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(xiàn)在水處理技術(shù)的集成運(yùn)用。公司主營工業(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(zhǔn)入門檻。”萬邦達(dá)(300055,股吧)一位高層說。
他告訴記者，工業(yè)水處理系統(tǒng)建設(shè)及運(yùn)營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(shè)備運(yùn)行的經(jīng)濟(jì)性。對于整體水系統(tǒng)和運(yùn)營成本而言，單項(xiàng)技術(shù)能夠提高單項(xiàng)工藝質(zhì)量或降低其成本，但更重要的是將各項(xiàng)核心技術(shù)集成運(yùn)用，從整體角度統(tǒng)籌考慮，實(shí)現(xiàn)水系統(tǒng)整體的高效率、低成本運(yùn)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。
不過，萬邦達(dá)迄今在工業(yè)水處理項(xiàng)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)。
“公司目前暫無計(jì)劃進(jìn)入膜材料領(lǐng)域。”上述高層指出，由于膜材料供應(yīng)商屬于公司的長期合作伙伴，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(qū)動(dòng)“膜”力
盡管如此，國產(chǎn)膜與進(jìn)口膜在價(jià)格、市場占有率等方面的差異還是相當(dāng)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(tǒng)計(jì)發(fā)現(xiàn)，至少有7項(xiàng)最新的規(guī)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(guī)劃》顯示，目前國內(nèi)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％依賴進(jìn)口。
為此，《規(guī)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(guī)模化的膜與膜組器的生產(chǎn)技術(shù)與生產(chǎn)能力，膜性能達(dá)到國際先進(jìn)水平。
“這其中，國產(chǎn)反滲透膜應(yīng)用要進(jìn)入水處理高端領(lǐng)域，國內(nèi)市場占有率上升至25％—30％，并有出口。超濾和微濾膜領(lǐng)域則要研制高強(qiáng)度、高水通量、耐污染的超/微濾膜，產(chǎn)能達(dá)到4500萬—5000萬平方米/年。”中國膜工業(yè)協(xié)會(huì)副理事長兼秘書長尤金德透露說。
為了實(shí)現(xiàn)上述目標(biāo)，《規(guī)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(xiàn)飲用水的高品質(zhì)化。
在廢水資源化方面，《規(guī)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—10萬立方米/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)新水源來看待。”國家“863”膜與水處理領(lǐng)域?qū)＜医M成員、國家發(fā)改委評議專家陳觀文對記者說。
他指出，中國有3億人喝不到達(dá)標(biāo)水，而2012年將實(shí)施的飲用水新標(biāo)準(zhǔn)，當(dāng)前幾乎大部分地方都達(dá)不到，這都需要依靠膜法處理來達(dá)標(biāo)。
據(jù)了解，最遲將于2012年7月1日強(qiáng)制實(shí)施的《生活飲用水衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)》（GB5749-2006）將飲用水指標(biāo)由原標(biāo)準(zhǔn)的35項(xiàng)增至106項(xiàng)，并對原標(biāo)準(zhǔn)35項(xiàng)指標(biāo)中的8項(xiàng)進(jìn)行了修訂。按照這個(gè)標(biāo)準(zhǔn)，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(guī)劃》就把功能膜材料列入新材料“十二五”重點(diǎn)扶持專項(xiàng)工程；《節(jié)能環(huán)保產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)劃》則明確提出要重點(diǎn)攻克膜生物反應(yīng)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(guī)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(qū)地下水水質(zhì)明顯改善。這同樣須仰賴膜材料的應(yīng)用。
此外，環(huán)保部即將出臺(tái)的《再生水利用專項(xiàng)規(guī)劃》明確提出，到2015年，全國城市再生水利用率要達(dá)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(guī)劃編制技術(shù)指南(征求意見稿)》則擬提高污水治理的排放標(biāo)準(zhǔn)，加大再生水回用力度，并強(qiáng)制性要求處理污泥。這意味著現(xiàn)有污水處理設(shè)施將大規(guī)模升級改造，繼而給膜生物反應(yīng)器技術(shù)的大面積推廣帶來契機(jī)。
可以想見，在政策“東風(fēng)”與神奇“膜”力的驅(qū)動(dòng)下，中國的水處理“巨幅畫卷”正徐徐展開……
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