中國“膜法”解決缺水難題現(xiàn)已成為世界最大的膜市場
走在渤海邊的鹽堿地，一望無際的荒涼。沒有干凈的水，什么也干不了。如今，薄薄的濾膜解決了缺水難題。
“十二五”水體污染控制與治理重大專項(xiàng)中，住房城鄉(xiāng)建設(shè)部支持的“飲用水處理用PVDF膜組件及裝備產(chǎn)業(yè)化”課題組，在長江、黃河、淮河、海河流域各地建起三十幾個“膜法”水廠，每天濾出近百萬噸凈水。
膜過濾，安全高效
8月中旬，記者來到天津市南港工業(yè)區(qū)輸配水中心工程參觀。南港工業(yè)區(qū)建筑在鹽堿地上。地上是白花花的鹽，再深的井里也沒有淡水。占地面積將近10萬平方米，每天生產(chǎn)5萬噸自來水的輸配水中心，是南港工業(yè)區(qū)唯一的水源。天津膜天膜公司為水廠提供核心技術(shù)——超濾膜凈化設(shè)備。
記者在這里見識了自來水的生產(chǎn)過程。水廠原水來自灤河，水庫水經(jīng)過泵站加壓，經(jīng)由一條聚酯輸水干線而來。原水加入絮凝劑后，在一條幾十個網(wǎng)格羈絆的迂回線路上，出現(xiàn)大量絮狀物，再流入斜板沉淀池去除絮狀物。之后才進(jìn)入“超濾系統(tǒng)”，跟膜親密接觸。
所謂的膜，是一根根“膜絲”并聯(lián)而成。膜絲是長達(dá)1.8米、如蘭州拉面粗細(xì)的一根管，內(nèi)徑0.7毫米，外徑1.2毫米。看似光滑的膜絲表面密布著納米級的細(xì)小孔洞，水從膜絲外表面流過，通過孔洞滲進(jìn)膜內(nèi)，大大小小的顆粒物和微生物被攔截。
一百來根膜絲，集束成一管超濾膜組件。南港水廠里，有1200個這樣的組件。原水加壓送入膜組件后,晶瑩剔透的濾后水源源不斷地流出來，就是能飲用的干凈水了。細(xì)菌、藻類、膠體和細(xì)小顆粒物被擋在膜外。
臟顆粒會附著膜上，影響其工作，因此膜也需要天天清洗。最常用的是反向清洗，干凈的水由膜絲內(nèi)壓向膜絲外，把臟顆粒沖掉，還可以送入壓縮空氣來強(qiáng)化反沖洗效果。清洗后的污水，從膜元件的排污口排出。到了一定時候,需要進(jìn)行化學(xué)清洗，讓膜恢復(fù)過濾能力。如果維護(hù)得當(dāng)，膜的壽命可以超過六年。
天津膜天膜公司負(fù)責(zé)的輸水工程，自2013年5月正式運(yùn)行；等二期建成后，其供水能力將翻倍。超濾膜系統(tǒng)穩(wěn)定、高效。其運(yùn)行成本為一噸水不到一毛五分錢。單位產(chǎn)能成本為每噸不到300元。天津膜天膜公司以前主打污水處理,在水專項(xiàng)的支持下,成功進(jìn)入飲用水市場，成為水專項(xiàng)的一個亮點(diǎn)。山東泰安三合8萬噸水廠等十來家項(xiàng)目，都應(yīng)用了他們的技術(shù)。
膜制造，國貨發(fā)力
2011年開始資助的水專項(xiàng)飲用水產(chǎn)業(yè)化課題，針對當(dāng)時國產(chǎn)超濾膜存在的性能不穩(wěn)定、競爭力不強(qiáng)的問題，開展膜分離設(shè)備規(guī)模化生產(chǎn)關(guān)鍵技術(shù)研究，研發(fā)低成本、高性能的系列化和成套化超濾膜設(shè)備，為超濾膜技術(shù)在城鎮(zhèn)水廠和農(nóng)村飲用水中大規(guī)模應(yīng)用提供保障，提升國內(nèi)膜企業(yè)的競爭力。該課題由天津膜天膜公司主持，山東招金膜天公司、蘇州膜華公司是子課題承擔(dān)單位。
在山東招金膜天公司，記者看到了膜的生產(chǎn)過程，高分子原料從紡絲機(jī)里抽出長長一根細(xì)管，在液體里定型成膜絲。一百來根膜絲，在“案板”上人工捆扎成束，然后放入特制液體浸泡，慢慢從米黃色變?yōu)橄笱腊住?/span>
膜是用高分子材料PVDF（聚偏氟乙烯）做成的，從掃描顯微鏡下看它的橫截面，密布著孔眼，平均孔徑不到0.03微米，相當(dāng)于頭發(fā)絲的三千分之一。經(jīng)中科院專家楊敏的“科普”，記者才明白：其工藝是將“成孔劑”混入PVDF，做成管狀長絲后，再把成孔劑溶解掉，留下了凍豆腐一樣的孔網(wǎng)結(jié)構(gòu)。各家企業(yè)的成孔劑配方，以及加工工藝都有所不同。
工作人員請參觀者拿起一根膜絲，用力撕扯，卻扯不斷。招金膜天公司介紹說，他們開發(fā)了大通量、抗污染的濕法PVDF中空纖維超濾膜的工業(yè)制備技術(shù)�？蒲腥藛T用PVDF改性材料和無毒可溶性低聚物做成孔劑，還引入一些新式工藝，制造出了性能優(yōu)異的飲用水處理膜絲。用公司實(shí)驗(yàn)室內(nèi)的顯微鏡可以看到，膜橫截面上的細(xì)孔很均勻。
招金膜天將新開發(fā)的高質(zhì)量膜絲，成功應(yīng)用到淮南市袁莊自來水廠、滄州綠源水處理工程、阿勒泰飲水工程等全國各地的十幾家水廠，以及山東的幾十個農(nóng)村飲水項(xiàng)目。
上述三個子課題承擔(dān)單位超濾膜組件和設(shè)備的國產(chǎn)化率均達(dá)到95%以上，成本比國外同類產(chǎn)品降低30%以上。
根據(jù)中國水網(wǎng)一項(xiàng)統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)，“飲用水處理用PDVF膜組件及裝備產(chǎn)業(yè)化”課題組完成的水處理規(guī)模，占了同期新建飲用水工程市場的40%以上。
膜水廠，風(fēng)生“水”起
超濾膜不是最便宜的水處理方案，但它因?yàn)檫\(yùn)行“傻瓜化”、占地小、水質(zhì)穩(wěn)定可靠的特點(diǎn)，受到如今自來水公司的青睞。在經(jīng)濟(jì)實(shí)力雄厚的前提下，膜處理工程投建最為方便。
比如住建部課題資助的蘇州膜華公司，其膜產(chǎn)品既用在環(huán)太湖地區(qū)，解決富藍(lán)藻水質(zhì)的困擾，也用于黃河下游富含泥沙的水庫水處理，還用在山西煤化工園區(qū)的9萬噸水廠中。既有柱式膜處理，也有簾式膜，和其他的處理設(shè)備協(xié)同工作，顯示出相當(dāng)?shù)撵`活性，而且水廠整潔、緊湊，具有現(xiàn)代化工廠的感覺。
膜設(shè)備不僅更加靈活，還更環(huán)保。與傳統(tǒng)工藝相比，使用的藥劑更好，帶來的二次污染也少。
正因?yàn)槿绱耍挥卸嗄隁v史的膜產(chǎn)業(yè)增速驚人。1987年，世界第一座膜技術(shù)水廠在美國科羅拉多州建成，每天能處理105噸水。如今這種小規(guī)模的膜水廠已不可計(jì)數(shù)。有的膜水廠已達(dá)到日產(chǎn)30萬噸級別。全世界目前都在增加超濾膜水廠的比例。
近幾年隨著中國人對水質(zhì)的重視，中國已超越歐盟和美國成為世界最大的膜市場。膜自來水廠，以及家用、商用的膜過濾器，都成為國內(nèi)外企業(yè)搶奪的領(lǐng)域。正在建設(shè)的北京郭公莊水廠預(yù)計(jì)日產(chǎn)量50萬噸，是全球最大的膜項(xiàng)目。預(yù)計(jì)2015年，我國膜產(chǎn)業(yè)產(chǎn)值將達(dá)到千億元規(guī)模。
在國家水專項(xiàng)的資助下，中國膜企業(yè)近幾年迅速崛起。據(jù)專家介紹，5年前，國外的陶氏、GE等品牌在國內(nèi)市場擁有絕對優(yōu)勢，而現(xiàn)在國內(nèi)品牌由于技術(shù)取得突破，每平米膜的價格只有國外的1/2到2/3，質(zhì)量差別越來越小。一批知名廠商如海南立昇、天津膜天膜、山東招金膜天、蘇州膜華等已占據(jù)半壁江山，與國外巨頭分庭抗禮。
