膜分離供水裝置市場分析與展望

膜分離供水裝置市場分析與展望

膜分離技術(shù)是指以具有選擇滲透性的功能膜為介質(zhì)，利用膜兩側(cè)的壓力差、濃度差和電位差，將目標(biāo)物質(zhì)提取提取，提取或提取目標(biāo)物質(zhì)。膜分離技術(shù)最早出現(xiàn)于20世紀(jì)初，在20世紀(jì)70年代得到蓬勃發(fā)展，應(yīng)用于水處理相關(guān)的各個(gè)領(lǐng)域。中國商用膜分離供水裝置市場起步于20世紀(jì)90年代初期，應(yīng)用于城鎮(zhèn)飲用水二次供水領(lǐng)域1膜分離供水設(shè)備1.1實(shí)踐應(yīng)用總結(jié)以膜裝置的產(chǎn)水量和應(yīng)用場景為例，將市場上的膜供水裝置種類分為商用級和工廠級。商用級的裝置俗稱為凈水器、直飲機(jī)、純水機(jī)等，主要應(yīng)用在家庭、校園、寫字樓、機(jī)場、高檔小區(qū)、公園等場所，需求量大，企業(yè)根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)生產(chǎn)系列化的產(chǎn)品，滿足不同的市場需要，用戶可根據(jù)產(chǎn)水量和水質(zhì)特征等直接選購。工廠級的裝置主要為一體化的小型裝置，應(yīng)用在村鎮(zhèn)供水及應(yīng)急供水居多，由于應(yīng)用場景、處理水量、水源和目標(biāo)水質(zhì)差異性較大，但需求量有限，此類產(chǎn)品多根據(jù)用戶的需求，進(jìn)行定制化生產(chǎn)，現(xiàn)場調(diào)試通水后交付業(yè)主，表1總結(jié)了市場上這兩類裝置的特性。本文僅針對商用級膜分離供水裝置進(jìn)行調(diào)研分析，總結(jié)其應(yīng)用進(jìn)展(1）系統(tǒng)多級濾芯工藝多級濾芯工藝由預(yù)處理、膜分離主工藝及后處理工藝組成。預(yù)處理的目的是減輕后續(xù)膜的結(jié)垢、堵塞和污染，去除水中會(huì)對膜系統(tǒng)產(chǎn)生污染或?qū)е铝踊奈镔|(zhì)，以保證膜工藝系統(tǒng)的長期穩(wěn)定運(yùn)行。目前，在工程中常采用多介質(zhì)過濾、活性炭過濾、精密過濾等方法，一般為3～5級過濾。預(yù)處理常用工藝特點(diǎn)如下。(1)多介質(zhì)過濾：用于原水的除濁處理，可有效去除水中的較大顆粒懸浮物和膠體等，使出水的渾濁度在0.1～0.5mg/L；濾速一般為6～12m/h，反沖洗強(qiáng)度為12～16L/（m(2)活性炭過濾：活性炭可吸附水中的有機(jī)物、膠體、余氯等，改善水質(zhì)口感，并可降低水的色度及渾濁度；濾速一般為6～12m/h，反沖洗強(qiáng)度為12～16L/（m(3)軟化過濾：軟化過濾是利用離子交換技術(shù)，將水中的鈣、鎂離子交換去除，達(dá)到降低水體硬度的目的。(4)精密過濾器：為防止膜元件在運(yùn)行過程中被固體顆粒損害，在進(jìn)入反滲透之前設(shè)有一臺5μm的保安過濾器，用來截留來自預(yù)處理出水中大于5μm的顆粒。膜分離主工藝是深度處理工藝，膜分離裝置的核心環(huán)節(jié)，主要有超濾、納濾、反滲透3個(gè)類型。部分裝置還設(shè)有后處理單元，多為活性炭工藝，吸附水中的異味物質(zhì)，提升飲用水的感官指標(biāo)。(2）消毒工藝為了保證膜處理后直飲水水質(zhì)的長期穩(wěn)定性，通常需要消毒，常用方法有：臭氧、紫外線、二氧化氯或氯等。消毒工藝特點(diǎn)如下。(1)臭氧消毒：臭氧溶解于水中，滅菌的同時(shí)，能氧化水中鐵、錳、鉻、硫酸鹽、酚、苯等物質(zhì)；采用臭氧消毒時(shí)，應(yīng)設(shè)置尾氣處理裝置。(2)紫外線消毒：紫外線能將水中各種細(xì)菌、病毒、寄生蟲等病原體滅活，根據(jù)國家現(xiàn)行標(biāo)準(zhǔn)《城市給排水紫外線消毒設(shè)備》（GB/T19837—2005）規(guī)定，有效劑量不應(yīng)低于40mJ/cm1.2水裝置的組成根據(jù)膜分離主工藝使用的膜元件的過濾孔徑，由大到小可將膜分離供水裝置分為3種類型，分別是超濾（ultrafiltration,UF）、納濾（nanofiltration,NF）、反滲透（reverseosmosis,RO），具體特性如表2所示2膜分離裝置的市場分析2.1膜工藝凈水器的市場發(fā)展中國商用凈水設(shè)備市場起步于20世紀(jì)90年代初期，90年代后期，由于市場的無序競爭，業(yè)內(nèi)出現(xiàn)大量“黑心桶”等質(zhì)量問題，行業(yè)快速陷入低谷階段。21世紀(jì)以來，衛(wèi)生監(jiān)管加強(qiáng)、產(chǎn)品技術(shù)與質(zhì)量提升、外資企業(yè)切入，凈水市場走上良性快速增長通道，進(jìn)入重新崛起階段隨著凈水技術(shù)的發(fā)展與居民生活水平的提高，膜分離供水裝置成為商用凈水設(shè)備的重要組成部分。細(xì)分不同的膜工藝凈水器的市場份額，2010年—2017年的統(tǒng)計(jì)結(jié)果如圖1所示。2012年前，超濾裝置的銷售額占比在50%以上，具有絕對的優(yōu)勢，但是超濾裝置占比呈現(xiàn)持續(xù)走低的態(tài)勢，而反滲透裝置不斷增多，截至2017年，反滲透裝置占比在80%以上，具有絕對的優(yōu)勢，因?yàn)榉礉B透技術(shù)可以解決水源微污染、硬度超標(biāo)等多個(gè)問題。而納濾裝置在2012年開始規(guī)?；a(chǎn)，市場銷售額占比持續(xù)處于5%～6%，比較穩(wěn)定。2.2反滲透膜技術(shù)的應(yīng)用從市場競爭格局來看，中國凈水設(shè)備市場競爭格局可以劃分為三個(gè)梯隊(duì)：第一梯隊(duì)的三大品牌年出貨額在5億元以上，第二梯隊(duì)的年出貨額在1～5億元，第三梯隊(duì)的年出貨額在5000萬～1億元，這些品牌大多進(jìn)入凈水領(lǐng)域的年限不長，未來呈現(xiàn)兩級分化格局，或進(jìn)入第二梯隊(duì)，或被淘汰出局。反滲透及納濾裝置是近年來的主流機(jī)型和未來的發(fā)展趨勢，膜分離裝置生產(chǎn)企業(yè)數(shù)量可以反映市場的活躍度和競爭激烈程度，目前反滲透及納濾供水裝置的生產(chǎn)廠家還相對較少膜元件是膜分離裝置的核心組成部件，膜元件的生產(chǎn)廠家數(shù)量相對較少。從主要凈水設(shè)備品牌采用的反滲透/納濾膜品牌來看，國外的主流品牌有陶氏、蘇伊士（原GE）、東麗、海德能等，國內(nèi)的品牌包括碧水源、時(shí)代沃頓、沁森等。根據(jù)統(tǒng)計(jì)，國外的膜元件占據(jù)了約90%的市場，有絕對的優(yōu)勢，但國內(nèi)企業(yè)技術(shù)與生產(chǎn)能力也日益增強(qiáng)，市場正逐步擴(kuò)大。表3列舉了部分主流膜裝置品牌的膜元件選用情況。2.3提升膜元件生產(chǎn)質(zhì)量的標(biāo)準(zhǔn)通過膜裝置生產(chǎn)市場的調(diào)研，總結(jié)出膜元件仍存在濾芯壽命短、部分漏水、生產(chǎn)成本較高等問題?？v觀膜元件生產(chǎn)市場，產(chǎn)品向著大通量、長壽命、高節(jié)水、強(qiáng)耐污、智能化的方向發(fā)展，在此過程中需進(jìn)一步制定相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)以規(guī)范膜元件的生產(chǎn)，提升膜裝置生產(chǎn)行業(yè)的質(zhì)量。膜裝置質(zhì)量的提高，也推動(dòng)著膜技術(shù)的應(yīng)用與發(fā)展。3整裝設(shè)備的主要標(biāo)準(zhǔn)膜技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)是膜產(chǎn)品進(jìn)入國際市場的消費(fèi)導(dǎo)向信息，是保障膜產(chǎn)品質(zhì)量、規(guī)范膜市場的有力手段，相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的制定對促進(jìn)膜產(chǎn)業(yè)科學(xué)化、規(guī)范化管理，引導(dǎo)膜產(chǎn)業(yè)朝著健康有序的方向發(fā)展，推動(dòng)膜技術(shù)廣泛應(yīng)用起到了重要的技術(shù)支撐作用。由于我國膜行業(yè)起步較晚，目前，與商用膜分離凈水整裝設(shè)備相關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)有23項(xiàng)，設(shè)備原材料與零部件的標(biāo)準(zhǔn)有10余項(xiàng)，標(biāo)準(zhǔn)包括國標(biāo)和行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)中大部分為海洋行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)（HY），其余為環(huán)境保護(hù)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)（HJ）、城鎮(zhèn)建設(shè)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)（CJ）、輕工行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)（QB）等。主要標(biāo)準(zhǔn)如表4所示。2013年起，開始發(fā)布針對商用膜分離供水裝置的標(biāo)準(zhǔn)，標(biāo)準(zhǔn)體系日漸完善，強(qiáng)制性約束了供水市場的規(guī)范生產(chǎn)，倒逼技術(shù)革新，加快了行業(yè)的洗牌，為用戶的安全健康飲水提供了重要保障。2019年，教育部發(fā)布的《中小學(xué)膜處理飲水設(shè)備技術(shù)要求和配備規(guī)范》（JY/T0593—2019）受到凈水行業(yè)的廣泛關(guān)注，其中提到：（中小學(xué)水處理設(shè)備）宜采用超濾、納濾的過濾方式（只有在原水污染風(fēng)險(xiǎn)較大地區(qū)可使用反滲透方式，當(dāng)原水水質(zhì)達(dá)標(biāo)后更換成納濾或超濾方式進(jìn)行處理），去除水中的有害物質(zhì)，保留礦物元素，兼顧飲水的安全性與健康性，這為日后商用膜分離裝置的發(fā)展提供了方向。4納濾、超濾裝置的發(fā)展趨勢膜分離技術(shù)在面臨水資源短缺、水污染嚴(yán)重的情形下具有較大的應(yīng)用價(jià)值，同時(shí)可滿足高品質(zhì)飲用水水質(zhì)需求，商用膜分離供水裝置應(yīng)運(yùn)而生，并蓬勃發(fā)展，相關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范體系也逐步建立完善，推動(dòng)了整個(gè)行業(yè)的高質(zhì)量發(fā)展。隨著膜技術(shù)的進(jìn)步與對健康飲用水認(rèn)識的不斷加深，主流的凈水裝置從超濾裝置，演化到反滲透裝置，正向著納濾裝置發(fā)展，全面保障著用戶飲水的衛(wèi)生、安全與健康。高雪,陳才高,楊唯藝,等.商用膜分離供水裝置應(yīng)用進(jìn)展[J].凈水技術(shù),2020,39(s1):101-10