超滤应用

废水处理回用的技术

超滤应用是一种应用食品、饮料、医药、电子、纺织、印染、造纸等的技术。

范围

从全球范围超滤膜的应用领域分布大致如下：

1、饮用水（自来水）60%；2、大工业水处理18%；

3、中水、污水、废水处理回用15%；

4、食品、饮料、医药、电子、纺织、印染、造纸等及其他轻工业7%。

其中，膜技术在水处理方面的应用，大约占膜市场的90%，另外10%的膜用于过程工业上的分离。

应用分析

在国外，饮水及自来水的处理占据最大的比例，美国达到了70%，日本、欧洲的普及率也非常高；其主要原因是1995年以后，以美国为代表的许多国家制订了新的法规，对饮用水有了新的标准；国内也在2007年出台了新的生活饮用水标准，从原来的40多项指标提高到了100多项指标。

在2007年以前，饮水及自来水，还包括农村饮用水没有得到很好的发展，有两个主要原因：一是国内自来水厂的技术、设备、工艺大都老化陈旧，要全部新建现代化的自来水水厂，投资太大，无法一下子全面铺开；二是自来水输送管网大都陈旧，二次污染严重，即使新建了以超滤技术为核心的第三代自来水厂，不重新铺设避免二次污染的管网，终端用户仍然无法取得符合饮用标准的水。

国外一些国家在自来水厂改造过程中，大都选择了膜分离技术，我国也存在一些自来水厂采用了膜法进行深度处理。随着中国水质标准的提高，随着我们对饮水安全的重视，饮用水深度净化的问题会越来越被提上日程，特别是在消除重金属污染和有机化合物的污染过程中，膜在水净化上会越来越重要。

在国际上，采用超滤技术作为水厂的处理工艺已经逐渐成为主流。1996年，超滤水厂总处理水量在20万m3/d，2006年的处理水量800万m3/d以上。在北美现有超滤水厂250座，总处理水量达到300万m3/d；在欧洲，已有33座1万m3/d以上的超滤水厂，英国已有100多座城市水厂，处理水量达110万m3/d；在亚洲，日本膜滤水厂的产水量达到400万m3/d，新加坡已建成27.5万m3/d的超滤。

在国内，随着我国膜工业的发展，以前阻碍超滤膜应用的价格问题不再明显。按超滤膜每小时过滤0.1m3水计算，1m3/d的超滤膜价格约为60元。超滤膜按使用3年计算，为更换膜每m3水只需0.057元费用。在国内建成1万m3/d的超滤净水厂，建设费用约300元/m3/d，运行成本为0.0782元/m3，与该水厂原传统工艺大体相同。

对于超滤膜技术在国内的前景，台湾已建成30万m3/d的膜滤水厂，近年陆续建设许多中、小型超滤水厂，其中产水能力最大为2万m3/d。大型超滤水厂的建设也指日可待。

自来水的净化方面，我国有些自来水厂已经采用了膜法进行深度处理。在国外这已经是司空见惯的，基本上正常的规范操作。随着中国水质标准的提高，随着我们对饮水安全的重视，饮用水深度净化的问题会越来越被提上日程，特别是在消除重金属污染和有机化合物的污染过程中，膜在水净化上会越来越重要。在海水淡化中已经和热法中平分秋色，甚至占据了更多的市场份额。

在2004年广州自来水改造会议上就超滤膜用于自来水改造做了明确的分析，近几年，每年自来水方面的高峰论坛都在推广超滤工艺，随着此趋势的推广，在饮用水方面的应用，国内近几年均有成功的案例，新建自来水水厂均在着力讨论以超滤为核心技术的第三代工艺，而改造原有老水厂，投入成本最低、产水水质最好最稳定的方法就是在原工艺后端加装超滤系统，再加上2007新的自来水标准的要求，自来水厂用超滤膜势必成为一个远超过国内在前六年大量建电厂超滤膜的用量；而国内逐步放开水务市场，有相当一部分自来水厂均采取了BOT、BOO的外包方法承建，资金的问题解决了，超滤膜的在此领域的销量会呈几何倍数增长。

国家对于饮水的民生工程，在近几年的关注程度非常高，支持的力度也非常大；除了城镇的自来水，还包括农村饮水，而农村改水是从中央到地方都有配套专项政策在推动，使用超滤解决农村的安全饮用水问题，既能获得无细菌、无微生物、无杂质的饮用水，且在设备投入成本低、自动化实现简单、产水水质稳定等绝对的优势。

武汉大学伍新木教授在2009年华中钢铁期货高峰论坛中，着意提到了水市场：我特别钟爱水。钢铁、金融、石油，什么都可以替代，唯有水不可替代。一百年后，车可以不喝油，但即使一千年后，人类要喝水，人类，民以食为天，食，以水为先。水时代是永恒的、水产业、水金融、水期货，一切经济形态都会把水当作载体。“水”是最高褒义词的时代一定会来临。

处理应用分析

石油、化工、钢厂、电厂、煤矿等大型工业领域，超滤的应用已经非常成熟，从最早的用超滤与现有之水流程的结合制备合格的纯水（如电厂、钢厂的锅炉补给水），到工业生产过程中的过程水净化循环处理（如冷凝水、冷却水、循环水、化学水），再到工业生产的废水、污水处理回用（如太原钢铁的废水回用、油田回注水）；等等；大工业领域中，超滤的应用已经渗透到各种流程环节的液体，也只是大量没有使用的工业企业在大量采用包括超滤技术及其装置的水处理装置投入运营而已；近两年，煤矿的废水处理回用也开始大量采用超滤技术及超滤膜装置。

回用应用分析

在宏观分析中，我们已经清楚的认识到了当前的政策倾向和主题，“环境友好型、资源节约型、节能减排、环保排放、水资源重复利用、中水回用”等等关键词；市政的中水经过膜法处理，用于绿化、灌溉、浇花，以减少自来水的补给量；污水、废水不经处理达标，不允许排放，环保不达标企业必须停产；各种水资源，尤其是污水、废水要处理回用，以实现循环经济的长远发展；等等；都是我们每天会听到、会看到的事情。

国家配套的资金、政策和项目从中央到地方都已经铺开，只不过是每个水处理企业能分到多少杯羹而已。市场容量之大、项目之多、利润之可观，不言自明。

中水污水回用

中水、污水、废水的应用国内的各大中型公司已经有成熟的案例，毫无疑问，应用工程近几年会大面积大量推广，超滤膜的用量将成倍增长。国内对造纸、纺织、印染等污染大户均采取必须达标排放才能生产的环保指标要求，而膜技术恰恰是解决此问题的首选。

预处理应用

海水淡化上，受限于中国海水污染的实际情况，大面积的推广也正在进行，主要是超滤膜用于的预处理保证RO膜的正常使用寿命。2005年中国第一个万吨级海水淡化项目在海南投入运行，其采用就是大量推广的超滤加反渗透，即双膜法。

石油、化工、钢厂、电厂采用膜法处理纯水或对中水、污水、废水处理回用，已经成为了一个的标准配置。

处理回用领域

城市污水处理，超滤技术已用于城市及家庭污水处理。在新建的500 户以上大的住宅楼有可能实现小规模的水循环，即用超滤处理过的生活污水冲洗厕所等，可减少家庭用水的40%。电子工业集成电路生产和医药工业用水过程已广泛应用超滤技术，其主要采用中空纤维超滤组件，膜渗透速率大，能耗低。

水资源的短缺，无疑也为膜技术在废水处理领域的应用提供了广阔的前景。全球有60% 的陆地淡水不足，40 多个国家缺水，世界1/3 的人口的供水安全得不到保障。我国400 多个城市缺水，因缺水造成的工业损失达2000 多亿元。水污染导致的缺水现象还在加剧。人们的观念从最初的充分利用水资源，逐渐转变为“把废水也视作一种资源”，更加注重水资源的可持续利用，而不再是只注重单纯的“末端治理”。

对此，膜技术因其具有其他常规技术无法比拟的（如低能耗、操作简单、运行稳定，尤其处理后水质优良，可实现水循环利用等）优点，必将得到日益广泛的应用。因此，可以预见膜技术在废水处理领域中的应用将不断扩展和深入，前景十分广阔，膜技术将来会现有领域和其他领域有着更为广泛的前景。

变废为宝

工业废水处理中，超滤技术可用于回收电泳涂漆废水中的涂料，现已广泛用于世界各地的电泳涂漆自动化流水线上。大型厂超滤设备膜面积达150平方米，渗透流率为3平方立米/h。现普遍用于金属加工、罐头听生产工业的含油废水处理，其他领域的含油废水处理过程正在开拓。还广泛用于纺织工业上浆材料PVA 的回收和重复利用，其大型厂超滤设备膜面积达10000平方米，处理量为60立方立米/h。普遍用于胶粘剂工业中废液的处理，浓缩并回收其中的笨乙烯、丁二烯、PVC等胶乳。在日本等国的某些造纸厂工业废液已采用超滤技术处理。在采矿及冶金工业中处理酸性矿物排出液，其渗透液可循环使用，浓缩液中可回收有用物质，超滤在这一领域的应用正日益受到重视。

在国内水工业市场，超滤技术已在电力、钢铁、化工等工业废水处理领域得到较多应用。随着经济社会发展，大规模废水处理工程将越来越多，为超滤膜技术开辟了广阔的市场空间。

3.5污水回用到饮用水的应用

在国外，已经有很多自来水厂应用超滤技术生产自来水，在国内，由于资金等问题还没有应用开来。但是随着国家和地方饮用水标准的修订以及新规范的出台，超滤技术必将被越来越多的自来水厂所采用。根据水利部《21世纪中国水供求》分析， 2010年后我国将开始进入严重的缺水期，而水质污染也逐渐成为我国城市安全供水的最大障碍。城市生活污水处理和中水回用将成为解决未来城市水资源危机的有效途径之一。因此超滤膜在未来市政污水处理市场将会具有广阔的市场空间。

总之，随着人们越来越关注人居环境和饮水安全，可以预测超滤技术将在我国未来市政水处理及饮用水处理市场得到大规模应用。

西方国家费了很大的精力处理废水，处理后确仅仅是将其通过排水管网排到地表水源中，这种作为非常不合理。再一次，超滤因为其价格方面的优势为污水的回用提供了一种有吸引力的解决办法。

其实，从城市污水处理厂和工厂中排出的废水，是作为工业用水，甚至是饮用水的一种非常好的水资源。这在技术上是完全可以实现的，但西方用户确非常难以相信这种做法。与其说这是技术上的难题，不如说是一个心理的难题。但是，在纳米比亚的Windhoek，已经在建设一个850吨/小时的水厂，就是采用膜技术将污水处理厂的出水回用为饮用水。

在行业的应用

在轻工业的应用种类异常繁多，几乎是只要有液体的地方，都可以使用超滤进行物质的分离、浓缩、净化和提纯；

中国无法计量的食品、饮料、酒类、医药、纺织、印染、表面涂装（电泳漆）、造纸、生活饮用水、农村改水、电子等等轻工行业都有成熟的应用，有的是用于原水的净化、有的是用于物质的浓缩或提纯、有的是用于物质的分离、有的是用于产品成品的除浊、澄清、有的是用于循环回收回用；等等；问题也只是市场渗透量和成熟应用的大面复制的问题。

如电泳漆回收、医药除热源、蛋白分离浓缩、淀粉回收、食品用水净化、饮料酒类用水净化和成品除浊澄清、各种生产用水祛除水中胶体、降低水的浊度和悬浮物含量、降低SDI、祛除各类细菌病毒、祛除腐殖酸和祛除腐殖质等大分子有机物、降低COD和BOD、降低色度和油脂含量、回收废水中的有用物质；等等；

在食品和医药工业，乳清超滤回收其中的蛋白质，是乳品工业中应用最大的一个领域，每年以20%的速率增长，其中大的超滤组件膜面积达1800平方米。牛奶经超滤可增加奶酪得率，该工艺正逐步取代传统工艺，将有很大经济效益。国外广泛采用超滤技术澄清果汁，我国尚未普及。超滤用于屠宰动物血液成分回收将具有很大的市场，技术上也是可行。另外，超滤已用于植物蛋白回收，将推广至海藻等浮游生物蛋白的回收。在医药和葡萄糖生产厂家用于从发酵液中分离和浓缩具有生物活性的组分，超滤具有能保持其生物活性及回收率高的优点，在这一领域的应用将随基因工程技术产业的增长而增长。超滤技术已广泛用于浓缩葡萄糖氧化酶、胰蛋白酶、凝乳酶、果胶酶激素的提取，还用于浓缩以基因工程菌生产的新物质，如干扰素、生长激素、人血液中胰岛素提取血清白蛋白。

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