学习一下超滤膜的知识

超滤膜
超滤技术在水处理中的应用

近30年是超滤技术迅速发展的时期，超滤分离技术被广泛地应用于饮用水制备、食品工业、制药工业、工业废水处理、金属加工涂料、生物产品加工、石油加工等领域。大规模的水处理通常集中在以下方面：饮用水供水终端、地表水处理、海水处理和流体的回用。

（1）饮用水处理

由于对饮用水的质量要求越来越严格，水处理公司投入越来越大的精力来控制供水管网中存在的微生物的量。为了做到这一点，因此一种方法是进行昂贵、频繁的水质检验，或者在供水终端设置防止细菌和病毒进入的屏障。

采用UF系统，可以非常方便的建成这样的屏障。超滤膜对细菌的去除率可以达到6log，对于病毒的去除率达到4log，因此水厂和用水者都不必在担心细菌和病毒的问题。由于饮用水的质量本身就很高（浊度和悬浮固体都非常低），因此此时的膜系统可以可以采用很高的膜通量，可以达到135升/平米.小时。同时较高的入水条件，因此反冲频率和化学加强反洗的频率都可以非常低，产水量可以达到99％。如果需要还可以设立二级超滤系统，将第一级的反洗水进一步回用。

（2）地表水处理

UF系统非常多的应用在地表水处理上，处理后的水用于灌溉或作为反渗透的入水，来制备工业用水。

在荷兰，出现了越来越多的这类工厂。这种技术提供了一种新型的工业用水的方式，即不必在购买越来越贵的饮用水，而是就近取用地表水处理后使用。

（3）海水淡化

中东地区是水资源缺乏最严重的地方。为了解决这个问题，最早人们通常采用蒸馏技术。从十九世纪60年代，膜技术被用于解决这些国家的缺水问题。但是，许多反渗透海水淡化系统面临着膜污染严重的问题。主要因为反渗透系统的传统的预处理方法无法提供可靠的入水水质。因此绝大多数淡化工厂，在远远低于其设计出水量的情况下工作，甚至有些工厂的出水量达不到最初设计的30％。

小型淡化装置的研究非常清楚的表明，超滤系统可以非常有把握的控制海水的水质，为反渗透系统提供高质量的入水。长期试验也表明，超滤系统的出水SDI值可以非常好的控制在2以下。这些测试在超滤系统前不必用任何预处理，并且适用各种海水水质。

（4）污水回用

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，目前在纳米比亚的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。

我国超滤膜市场现状

近两三年来，随着工业发展水质污染情况日益严重，对水预处理要求越来越高，作为目前为止最有效的水预处理方法，超滤膜在国内市场开始迅速增长。

相对于反渗透膜强大的市场占有率，目前超滤膜还没有形成较大的占据局面。我国从事膜研发的机构大学有30余家，从事膜生产的企业大约300多家。在膜的总销售中，50%的市场被反渗透膜占据，超滤与微滤、电渗析各占10%，剩下20%被气体分离膜、无机陶瓷膜、透气膜及其他类型所占据。虽然市场占有率不是很高，但是在近两三年来超滤膜开始翻倍增长，进入发展关键期。超滤之前没有大规模发展起来最主要的原因是价格较贵，运行成本较高。但是随着工业的发展，水质污染情况日益严重，对水预处理的要求越来越高，有越来越多的企业选择超滤来做预处理。这不仅因为超滤是目前为止做水预处理最有效的方法，还因为反渗透系统要想得到良好的运行，最好的方法是用超滤来做水的预处理。目前有不少反渗透系统出现问题，最主要的原因就是水的预处理太差，不能保证反渗透系统正常运行。因此，即使超滤膜的价格贵一些，也有越来越多的企业选择超滤来做预处理，从而达到一劳永逸的作用。

在国内超滤市场，科氏超滤膜占有领先的地位。但与反渗透膜市场被海德能和陶氏两大巨头占据所不同，目前的超滤市场还没有形成垄断局面。国内的超滤膜产品在一定程度上对抗，产品品质相对反渗透等产品来说要好得多。国外的超滤膜虽然质量也很好，但是在应用上会低于国产膜，其主要原因是国产膜在价格上占有一定优势。目前的市场格局是，以科氏为代表的几个国外知名品牌占据了国内高端市场，而中低端市场被国内众多超滤厂家所瓜分，其中的代表企业有天津的膜天膜，大连欧科，海南的立升。现在国内的超滤企业正在以“星星之火可以燎原”之势发展壮大，几乎每个省市都能找到做超滤膜的企业，其生产的膜产品质量均属中等水平，不足以形成垄断。可以说，目前国内水处理超滤市场正处于一种群雄争霸的混战时期，具有如下几个特点：

1 超滤膜品牌众多，产品质量以及价格差异巨大。

2 对于超滤膜品质的区分和应用市场的细分，国内尚未形成统一成熟的标准和经验，所以产品优劣很难有一个明确的说法。

3 超滤膜的市场需求增长强劲，由于用户在选择超滤膜方面缺乏经验，所以各个品牌都有可能在当前市场份额中赢得一席之地。

当然，目前国内超滤市场这种混沌的竞争局面也不会维持过长时间，优秀的品牌和实力雄厚的企业终将承受住时间的洗礼脱颖而出。受原材料的品质制造能力、封装工艺水平的限制，大多数国产超滤膜的性能与国外产品相比还有较大差距，如果没有国家政策和大企业集团的长期支持，短期内还很难有质的飞跃。

超滤膜产品与企业

就产品形式而言，超滤膜也分为卷式、板框式、管式和中空纤维式，其中，中空纤维式是国内应用最为广泛的一种。超滤膜与反渗透膜最大的不同是产品的不可替换性，不同品牌的超滤膜基本上是不能互换使用的，这在无形中就增加了超滤膜用户的风险。一旦在选择超滤膜的品牌和应用上出现失误，用户为此将要付出的代价的不小的，同时这也将对超滤膜的生产商产生不良影响。因此，对中空纤维膜科技产业化来说，如何研制满足市场需求的高抗污染膜，降低用户和企业声誉的风险，是主要着眼点。目前聚偏氟乙烯（PVDF）是国际上工程界和学术界公认的高抗污染膜材料，而在PVDF方面技术成熟的只有少数发达国家，如美国的科氏、日本的东丽、加拿大的ZENOE等。天津膜天膜是国内最早开发出PVDF系列中空纤维膜产品及成套装置的公司，也是国内在该方面技术最成熟的公司，在中空纤维微滤膜、超滤膜的相关研究技术上已达到国际水平。