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膜技术创新与应用工程的发展(二)

2020.7.13

2. 膜法水工业的主要市场 1)海水淡化       海水淡化是从海水中获取淡水的技术和过程。我国国民经济和社会发展“十五”规划中,已将海水淡化列为可持续发展的资源开发项目。2002年可持续发展世界首脑会议发表联合国资料称,到2025年全世界淡水需求量将增加40%。海湾工业咨询组织在2002年报告中指出,未来30年全球海水淡化需求量将在2000年日产量2,400万立方米的基础上,以9%以上的年增长率上升。亚洲地区在2001年至2020年间的脱盐市场增长情况见图1。        据McIlvaine公司的最新预测,到2012年世界RO膜及设备的市场将达到约56亿美元,与2007年34亿美元的市场相较,五年之内增长迅速,其中RO收入的一半即大约28亿美元将来自脱盐应用。在中东地区,RO脱盐膜和设备市场与2007年的4.37亿美元相比,将达到约7.36亿美元。阿尔及利亚计划在未来5年内建造14个海水淡化厂,到2011年,通过海水淡化每天产水量将超过23亿立方米。美国和欧洲到2012年的RO海水淡化市场的销售收入将分别达到约8.8亿美元和4.18亿美元,南美的将从2007年的1,300万美元增至2012年的2,300万美元。     

据2008年的资料报道,海德能的母公司日东电工株式会社向其设在日本滋贺县的膜生产厂投资了约6,000万美元,该工厂将采用最新的涂层和自动化技术,以使生产能力较原来大幅提高60%。扩建后的滋贺厂将同美国的海德能及其位于中国上海的姊妹厂共同巩固其全球的膜市场份额。日东电工未来5年内的全球扩张计划将使其膜的生产能力提升至现在的三倍。该公司称,到2012年仅通过海水淡化就可为1亿多人口提供清洁饮用水,新的扩展产量可以满足全球对RO膜元件日益增加的需求,从而为解决全球水资源短缺问题作出贡献。     

RO可以广泛地应用于所有工业部门,正如图2所示,脱盐市场仍然是RO的半壁江山。RO海水淡化寻求替代能源,例如风能、波浪能和太阳能,在降低RO造水费用的同时,将推动相关技术市场的发展。  2)市政给水净化       可以认为,几乎在每一个市场,市政部门都是首先被考虑的对象。因为城市水的供应和质量直接影响到所有人,无论在发达国家还是发展中国家的一个典型现象就是市政是被首先投资的部门。美国商业通信公司(BCC)于2008年的一份“城市水处理的先进技术”报告称,美国的先进市政水处理技术市场预计以平均每年12.4%的速度增长,2003年约为13亿美元,2008年将达到24亿美元。在所有的先进技术,即膜过滤、臭氧消毒、紫外线杀菌中,关于饮用水污染的政府法规是预测新技术市场增长的最重要的依据。美国和加拿大于20世纪90年代的水传播疾病爆发实实在在地说明了常规水处理过程的低效率和存在的高度风险性。由于UF提供了一个对细菌和病毒的绝对障碍,越来越多的公众开始认识到UF膜法用作饮用水处理是一个更安全的选择,即低压膜包括MF和UF生产饮用水是一个安全保障技术,其市场潜力巨大。        

McIlvaine公司经过5年多的调查显示,市政供水设施可以用UF膜很容易地达到未来的新法规可能规定的清除病毒的要求,这将大大有助于市场的增长。据来自BCC研究机构的一项最新的“超滤膜市场”研究报告,美国UF膜的市场在2005年为5.79亿美元,2006年为6.35亿美元,年增长率达7.4%,到2011年将达到9.08亿美元。      

市政给水水源的短缺激发了苦咸水脱盐和微污染水净化制取饮用水的工程建设。海德能公司于2003年向位于美国佛罗里达州好莱坞市的水厂供应2,700支新型的低污染ESNA1-LF型NF膜元件以取代于1995年安装的一套7系列的海德能膜元件,日产水量68,100立方米。该NF产水经与井水调配,供给14万余人的饮用水。 可见,饮用水生产是UF、NF膜市场的一个新的增长点。

3)废水及污水回用      

BCC于2008年的一份题为“不断扩大的水和废水技术市场”的研究报告显示,全球水和废水技术及产品市场增长前5名的是中国、印度、墨西哥、埃及和澳大利亚。通过基于世界范围的分析显示,市政供水和废水处理的总支出在2005、2006和2007年分别为80.66、95.75和112.90(亿美元),预计该项支出将以22.2%的年增长率增长,到2012年将达到397.09亿美元。该公司称,工业用水和废水处理设备的市场在2005、2006和2007年分别为32.56、39.26和46.96多(亿美元)。BBC的研究预测,按其目前的增长趋势,该市场到2012年将会达到101.11亿美元,年增长率为14.2%。虽然这部分市场通常规模较小,而且往往在市政和基础设施项目实施之后才得以实现,但是对工业废水影响供水的严重性正在被越来越多的人认识,刺激着政府建立相关标准和规章。      

海德能公司和日本三菱丽阳工程公司(MRE)与新加坡的国家公用事业局(PUB)达成了协议,联合开发膜法废水回收利用技术(NEWater工程)。海德能生产的用于废水回用的低污染RO膜元件和MRE的膜生物反应器(MBR)在新加坡的NEWater计划中发挥了重要作用。

BCC称,美国在消耗的全世界约40%的膜产品中,水和废水处理大约占了膜分离应用需求的一半。RO和NF正在经历两位数的增长速度,主要是体现在海水淡化市场的蓬勃发展以及不断增加的过程水处理和废水回用的应用中。MF和UF除了在饮用水和工艺用水方面的需求外,增长最快的是用于MBR处理废水。

4)特种流体分离      

食品、药品的质和量的安全,人人敏感。膜除了对常规的水进行处理应用外,在食品包括农产品加工过程的流体分离、生物质和药物等流体的纯化的应用方兴未艾,市场前景广阔。McIlvaine公司于2006年的题为“反渗透/超滤/微滤世界市场”的报告表明,用于净化水和其它液体的膜组件和设备市场,从2006年的76亿美元将增长到2010年的100多亿美元。该膜市场的销售总额中,RO占50%,另一50%的市场份额几乎被UF和MF平分。UF被用作RO前的预过滤、果汁净化等的过程应用及饮用水的处理。MF所需能量最低,在饮用水净化、废水处理和食品工业中流体分离方面已被证明是优于常规技术的。     

在食品和饮料行业,UF已成为生产乳制品和果汁产品的标准设备,正在发展成新的应用。蛋白质分离、谷物和其它轧制产品加工、营养保健品生产和废水处理(特别是肉类和家禽产业),膜分离技术是必需的,其潜在市场正在凸现。

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