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创新施展“膜”法 ——江苏膜科技产业快速成长
发布时间2019-08-21 | 来源: 新华日报 |浏览数60次

膜科技材料泛指具有选择分离功能的材料,其反渗透、超滤、微滤等膜技术特性在能源电力、有色冶金、海水淡化、给水处理、污水回用及医药食品等领域有广泛应用。

在江苏,膜科技产业发展迅猛,除江苏膜科技产业园外,还有宜兴、南通、盐城等地发展膜科技材料特色产业。目前江苏膜产业总产值大幅提升,据中国膜工业协会数据统计,以陶瓷膜为例,江苏膜科技产业园年产陶瓷膜总量占全国国产膜超五成,江苏膜产业已进入快速成长时期。

揭开膜科技材料的神秘面纱

水资源是经济社会发展重要的物质基础,我国是重度缺水国家,全国约有60%的城市面临严重缺水的威胁,农业用水也面临严峻挑战,水资源已经成为制约我国经济发展乃至人民生活的重要因素。海水淡化、污水废水循环利用等已经成为解决全球水资源危机的重要途径,因此迫切需要发展高效节能的水处理膜材料和技术。

“膜法水处理技术与传统水处理方法相比,由于具有成本较低、分离精度高、投资少、易于操作和管理、对环境二次污染小等优点,在净水和污水处理与回用中有很好的应用前景,膜法水处理逐渐成为市场的发展趋势。”中科院化学所研究员刘必前介绍,简单来说膜是一种高效的过滤材料,能通过简单的过滤,实现水中微小颗粒物质的去除,其带来的直接效果就是滤后水质的大幅度提高和过滤成本的大幅度降低。传统处理工艺主要靠沉淀、粗滤,只能处理水质较好的水源。面对日益恶化的水源条件,传统工艺已经不能有效去除水中的污染物,而只有应用膜技术,才能解决这一问题。

“水处理膜主要应用在三个领域:市政污水处理、工业污水深度处理、海水淡化脱盐。”刘必前说,我国企业主要占据市场还是低端膜材料市场。以反渗透膜为例:反渗透膜市场上的7家生产企业,外资系品牌企业高达6家,外资系品牌在渗透膜市场占据垄断地位,市场占有率超过90%。膜材料技术发展取得不断突破,膜技术在水处理中的应用范围相当广泛,既可用于给水处理也可用于废水处理,在某些特殊行业的水处理中也有涉足,且其应用规模在不断扩大。

目前,在膜法水处理应用方面领先的国家有美国、日本、德国等。中国膜产业也已经进入快速增长期,膜产业发展前景十分广阔。包括“江苏制造”在内的中国膜水处理产品也开始在国际市场上崭露头角,获得青睐。

“但值得注意的是,我国膜产业虽然已取得较快发展,但面临的问题同样突出。”刘必前说,国内膜产业配套能力仍然不足。以膜材料为例,国内目前还没有很大的化工公司来制作膜材料,膜材料的制造主要来自于美国的陶氏化学、通用公司等全球一流化工公司,这种局面还亟待打破。

膜材料生产现场热火朝天

烈暑中,位于射阳县的盐城海普润膜科技有限公司车间生产正热火朝天,其运用自主研发膜生物反应器和浸没式超滤等工艺生产的内支撑中空纤维膜及组件正批量包装发往全国甚至全世界,生产规模已达2000万平方米年。

2009年6月,为了能够将30多年在膜分离技术方面的科研积累产业化,以中科院化学所刘必前研究员为首的科研团队开始创业,专注于分离膜(包括微滤、超滤和纳滤等)产品的研发和生产。为适应市场需求,2016年5月,作为射阳人,刘必前拒绝全国各类开发园区开出的优惠条件,毅然回到家乡射阳注册成立了盐城海普润膜科技有限公司,并将其作为生产基地和研发中心。

“江苏的优惠政策和营商环境非常好,不到3年时间,公司产品就在‘中国膜产业发展峰会’中荣获中国膜行业专利奖,获批国家高新技术企业,并成功引进世界著名投行摩根士丹利战略投资近3000万美元,资金主要用于扩大产能与技术研发。”海普润膜科技有限公司副总郭士恒透露,凭借明显的技术优势、成本优势及膜产品性能优势,自成立以来,海普润膜公司营业收入及利润增长迅速,2017年销售额突破一个亿, 2018年仅上半年,销售额已破亿。随着技术的发展,产品还将拓展到平板膜、纳滤膜等产品领域。

“传统污水处理工艺很难达到现在国家要求的一级A,地表四类、三类出水的标准,膜是很好的污水提标改造技术,也是能达到整个国家标准的有效处理方法,虽然膜的使用还没几年,但我们认为膜的未来市场是有很大潜力的。目前国外很多企业也在布局膜的市场,我们的产品定位是力求做精做专,为未来膜行业快速发展打好基础。”郭士恒说。

“下一步将进军新能源电池隔膜挑战性领域;提升医疗用膜和医用检测膜水准;加强重大技术设备的核心膜开发等。”刘必前告诉记者今后打算,“与此相适应,开发适用于重点应用领域的高性能膜的规模化制造技术,实现膜组器的优化和革新,建设膜技术为核心的处理工程。未来,随着膜产品多元化及技术多元化,产品的应用领域也将变得越来越广泛。

全国一半以上陶瓷膜产自江苏

在江苏,膜科技产业总产值(膜制品、膜组件、膜附属设备及相关工程的总值)大幅提升,江苏膜产业正进入快速成长时期。南京浦口区与南京工业大学共同打造的江苏膜科技产业园汇聚来自北京、浙江等地的上下游膜企业产品、人才和学科,并已形成一条膜产业链;中国宜兴国际环保城重点发展销售膜材料,成效显著。

江苏膜科技产业园以南京膜材料产业技术研究院为运行主体。“在世界范围内膜技术使用中,有机膜占70%,无机膜占30%,全国一半以上的陶瓷膜都是从江苏膜科技产业园产出。”研究院工作人员介绍,已有20多家膜材料产业相关的企业、科研院所、高校、社会团体在这里成立南京市膜材料产业联盟,通过推进“政、产、学、研、金、用”深度结合,不仅增强产业自主创新,也提升了整体竞争力。未来,这里有望成为国内乃至国际膜材料产业领域的创新高地。

为推动产学研深度融合,江苏省产业技术研究院在南京工业大学设立国家特种分离膜工程技术研究中心;中心和南京膜材料产业技术研究院有限公司共同组建了新型研发机构——省产业技术研究院膜科学技术研究所。研究所已衍生、孵化了包括久朗高科、力波水兴务等几十家“膜公司”,其中,三分之二为中心成果直接产业化,另外三分之一则是看中了膜产业链慕名而来。

南通开发区入驻园区的企业中,以日本东丽集团为代表的全球水处理膜生产商,生产高级纤维滤布,广泛用于超纯水制造、海水淡化和苦咸水淡化;江苏拓邦环保科技有限公司则专业研发反渗透膜、纳滤膜、超滤膜及平板超滤膜等水处理膜材料,产品应用于中国石油、甘肃煤化集团等能源矿产和化工医药行业。

中国宜兴国际环保城被称为“环保之乡”一站式采购基地,环保城内有超百家膜产品研发和生产公司入驻。“城内”还定期举办膜技术水处理应用交流会,吸引全球膜技术水处理行业内的专家学者和知名企业,就我国膜工业发展的现状与发展趋势和膜技术在水处理应用中存在的问题,以及膜技术在水处理中的应用案例进行深入探讨与交流。