分离膜行业十二五发展指南Word下载.docx

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2005年在东莞建成了10万立方米/日的亚海水淡化系统。

　　近年来，我国在工业废水、城市污水处理、再生水回收中广泛采用了RO为核心的集成膜过程，在电力、钢铁、石化废水及市政污水处理、再生水回用等方面都有1万立方米/日以上规模的示范工程完成，成为膜法水资源再利用的技术发展趋势。

　　——纳滤（NF）

　　纳滤膜最大的应用领域是饮用水软化和有机物的脱除，在工业下游产品脱盐与浓缩方面，它正取代传统的离心分离、真空蒸馏、加热蒸发等工艺；

它也被用于废（污）水处理再生水回用。

国内纳滤膜市场的规模大约是反渗透市场规模的1/10，内资企业只有2～3家能够生产纳滤膜，产量和产品性能都显不足，尚未批量生产，应用领域与规模也有待拓展。

　　——超滤（UF）和微滤（MF）

　　超滤和微滤膜都是多孔膜，由于工作压力较低，所以也统称为低压膜，用于水体除菌除浊，或流体中的固/液分离，有用物质回收等。

　　UF和MF膜是我国分离膜的第一大产业，制造厂商多达１００多家，是我国膜产业中企业数、产品种类、型号最多，产量最大，是能与国外产品抗衡的领域。

8家规模化企业的微孔滤膜合计产能已超过3000万平方米/年，5家代表性企业已售出的超滤、微滤膜的合计处理水量约为510万平方米/日。

近年来，微孔滤膜大量用于反渗透的前处理和膜生物反应器（MBR），涉及海水淡化、高品质饮用水制备以及污水处理再生水回用等。

UF/MF市场中的高端领域（电子工业用超纯水、电泳漆回收、制药、酶制剂等用途）目前基本由国外企业控制，但在中、低端的水净化市场，国产膜因性价比较高占有绝大优势。

近年来，通过自主创新和引进消化吸收，国内企业推出了不少优秀的新技术、新产品。

据不完全统计，UF/MF的应用实施例多达1500余种。

采用微孔滤膜MBR污水处理工程，单项处理规模已达到10万～11万吨/日，跃居国际一流水平。

　　——电驱动膜

　　电驱动膜包括一般的离子交换膜、双极性膜及用于新能源电池的隔膜和氯碱工业用全氟磺酸（羧酸）膜。

我国的离子交换膜以异相膜为主，也有均相膜批量生产，合计年产70万平方米，居世界第一位，生产主要集中在3～4家企业。

　　国产异相离子交换膜价格低廉，在中、低端市场极具竞争力。

近年来又成功推出了低渗透异相离子交换膜、电去离子（EDI）专用膜，并在研发耐酸、耐碱、抗氧化、抗污染膜，一价离子与多价离子分离膜，以及高浊度下使用、浓缩分离用、电泳涂装用等专用膜，应用目标现在已从传统的苦咸水脱盐转向化工分离，采油、天然气回注水处理，糖类、蛋白、氨基酸的浓缩提纯，酸、碱回收等方面。

　　全氟离子交换膜是氯碱工业和燃料电池的核心材料，我国历经30余年几代人的艰苦努力，实现了20万平方米/年产能的工程放大，使我国成为第三个掌握全氟离子膜制造技术的国家。

国内已经布局研发锂离子电池和储能用钒电池用隔膜，大功率锂离子电池用膜的研发已取得重大进展。

　　电去离子（EDI）是一项崭新的制取高纯水的技术。

它将电渗析-离子交换-电化学再生结合为一体，彻底革除了造成环境严重污染的酸碱再生工艺，避免了废水排放。

用EDI代替传统的离子交换树脂，全国每年可节省酸、碱近1000万吨和大量的冲洗用水。

我国EDI装置产超纯水能力已逾万吨，年增长率为20％。

　　——气体膜分离过程

　　国内已成功用于富氮、富氧、氢回收、天然气中酸性气体（H2S、CO2等）脱除、空气和天然气脱湿等方面。

　　世界气体分离膜市场规模2010年将达到3.5亿美元/年；

2020年预计可升至7.6亿美元/年，膜分离装置单套规模将达到104～107标准立方米/日的水平。

国内气体膜分离市场以每年30％的速率递增，2010年膜及设备销售额可望达到4.5亿～5亿元人民币。

国内目前能生产富氧分离膜、氢分离膜、二氧化碳分离膜和有机蒸气分离膜，除后二者与国外先进水平相当外，富氧和氢分离膜性能与国外尚有距离。

　　气体膜分离装置和工程近年来呈现大型化趋势。

膜法氢回收装置主要用于合成氨生产中的氢回收，甲醇装置氢回收和炼厂气氢回收，市场需求相当大，仅合成氨中的氢回收一项，就有400多家企业应用了膜技术。

预期CO2膜分离技术将随着减少温室气体排放等政策的深入实施，以及CO2气源的解决而实现快速发展，在今后几年内随着四川气田和海上气田的开发，气体分离膜还将大量应用于天然气的净化。

　　——渗透汽化（PV）和蒸汽渗透（VP）

　　渗透汽化膜分离技术特别适用于精馏难以实现的近沸点和恒沸点混合物的分离，用于从工业酒精生产无水乙醇节能75％，用于从85％的异丙醇生产无水异丙醇节能65％，用于酯化反应生产乙酸乙酯节能58％。

目前，全世界约有近400套PV工业装置在运行，其应用主要集中在有机液脱水，少量用于水中脱除或回收有机物。

有机液/有机液混合物分离，如醇/苯、醇/环己烷、苯（甲苯）/环己烷、二甲苯同分异构体、丙醇同分异构体、己烷同分异构体、汽油脱有机硫等，尚处于实验室研究或中试阶段。

　　国内，约有4～5家企业能生产渗透汽化膜、相关装置和建设处理工程（处理规模约在1万升/日以下）。

值得注意的是，国内已有两家企业开始生产和应用无机渗透汽化膜；

中空纤维型渗透汽化膜和组器也已有实验室样品问世。

　　蒸汽渗透，国际上约有420套工业装置在运行，主要用于聚乙烯、聚丙烯、聚氯乙烯生产中的单体回收，天然气生产中的C3及以上气体和酸性气体脱除，液化气的回收，炼油厂装车站台和加油站的油气回收等，国内市场规模在5000万元/年左右，年增长率30％～40％。

　　——医用膜

　　医用膜包括人工器官用膜（如：

血液透析膜、膜肺氧合器、人工肝、人工胰、人工皮肤等），及膜生物医学分离器用膜（如：

胸腹水浓缩回输器、血液浓缩器、血液成分分离器、血脂过滤及人工神经导管电器等），目前，国内应用的最主要领域是治疗慢性肾衰竭的血液透析器，它的核心部件是血液透析膜。

　　血液透析及血液过滤、血液灌流、血浆分离等医学用途都基于渗析过程。

全世界年消耗血液透析器约1.3亿支，我国约在1000万支左右，市值15亿元人民币。

国内目前有4～5家规模企业生产血液透析膜和组器，仅占国内市场份额的10％左右。

　　——新膜和新膜过程

　　目前国内都在开展研究，虽然尚未实现产业化，但具有很好的潜在应用前景，如：

膜接触器（膜吸收、膜吸附、膜蒸馏、膜蒸发、膜结晶、膜脱气）；

膜色谱；

选择性响应功能膜（又称智能型开关膜，闸膜）；

膜传感器等。

目前备受关注和研究较多的是膜蒸馏过程，涉及海水淡化及反渗透浓水的利用技术，为此，作为膜蒸馏的关键材质-超高疏水性膜的制备受到关注。

（二）主要问题和制约因素

　　——主要问题

　　膜技术的应用领域局限。

我国用于脱盐的反渗透膜与纳滤膜约占分离膜市场份额的56.1％，大大高过超滤、微滤膜的总合，与国际上微孔滤膜占45％～60％相比，低压膜的应用有待大幅扩展。

我国超滤膜的用量大大超过微滤膜，也与国际趋势不同，这除了一些历史原因外，在于应用观念有误所致。

　　膜材料、辅料及膜、膜元件大部分靠进口

　　用于制作膜的原材料，像聚砜、聚偏氟乙烯、聚醚砜及食品级聚氯乙烯等虽然国内有生产，但因并非为制膜专用生产，质量又不稳定，因而不得不大量进口。

据估计大约膜材料的50％～70％依赖进口。

　　现在反渗透膜90％是进口产品；

超滤和微滤膜约40％进口；

气体分离膜、血液透析膜、特种分离膜大部分依靠进口；

氯碱工业用的全氟磺（羧）酸膜目前几乎全部依靠进口。

　　内资膜企业规模小，研发能力弱，资金短缺。

年产值在500万元左右的中小企业约占膜企业总数的85％，年产值1000万元以上的厂家约占8％～10％，年亿元产值以上的企业只占4％（他们还大都有外资投入的背景）。

膜企业中，国有控股公司及事业单位约占50％，另外50％包括民营股份、外资、合资、个体等多种形式。

规模小、无力进行新产品研发，产品在低档次上徘徊是一大弱点。

　　外资企业强势入场。

国际著名的膜元件制造商和水务公司已悉数进入中国市场，有的还在我国设立了研发机构或制造厂。

外资企业依靠产品性能和资本运作的优势占据了国内膜产品和膜处理工程市场的绝大部分份额。

　　市场规范化程度不够。

膜、膜元件，特别是超滤、微滤膜和膜元件，品种多、型号乱，缺乏统一的技术标准和市场准入制度，市场处于无序竞争状态，缺乏第三方技术评价。

　　与国际先进水平差距明显。

虽然部分国产品已处于国际领先或先进水平，但就总体而言，膜产品的制作技术和产品性能与国外先进水平相比尚存较大差距，产品的性能不高，不稳定；

集成创新成果在应用领域解决了一些国内、外尚未解决的应用难题；

技术配套差，膜组件制作大都还是靠人工或半人工操作。

　　工程领域国产膜应用率较低。

近年来，随着我国水务行业的发展，国外大型膜产品公司强势进入我国水务市场。

尽管国产膜的的性能在某些方面已于进口膜相当，但是国产膜的社会认可度仍稍显不足，这导致在大型工程领域国产膜应用率较低，国内膜产品市场受到比较大的冲击。

　　——制约因素

　　膜应用基础研究、产品开发的投入少、力度小。

如我国颇受重视的反渗透膜开发，近25年来的研究经费总投入只相当美国在该方面初期研究投入的1/500。

因此初始研发和后续开发工作往往无法把工作做深做完整，开发出一个经得住产业化考验的产品。

　　国家工业配套的能力虽有很大进步，但仍显不足。

如国内反渗透水处理工程中常用的高压泵、能量回收装置现在基本都得靠进口；

无纺布生产企业国内很多，大、中型企业也有数家，但因制膜用无纺布用量少，企业不愿试制与生产。

制膜用原料、辅料性能不过关是各种膜生产中存在的共性问题，其直接后果就是造成制出的膜组件性能不高、不稳定。

　　内资企业资本运作困难，影响市场运营。

在当今国内水处理市场青睐BOT、BOO形式的情况下，多数内资企业因资金不足，难有机会参与大、中型工程的招标；

膜制品和处理工程因招标中的暗箱操作，恶性竞争，造成膜企业的正当商业利益得不到保证。

此外，业主方应付货款迟迟不到位或长期拖欠，造成膜生产企业和工程公司运转困难，无力投入研发、标准化、改进生产工艺等提升企业水平的工作。

　　水价未调整到位，使水处理工程的市场运作困难，也影响了企业的开发力度和技术投入。

　　二、指导思想、基本原则和目标

（一）总体思路

　　深入贯彻落实科学发展观，以国际视野和战略思维，把握好当前和长远的关系，大力推进分离膜产业的发展，促进产业结构升级，替代进口，提高自给率，走上新型可持续发展道路。

（二）基本原则

　　一是坚持科技创新与产业振兴相结合。

发挥科技引领和支撑作用，加快转变增长方式，促进产业升级，提高中高档产品比重，促进产品升级换代。

　　二是坚持解决当前问题与着眼长远发展相结合。

标本兼治，按照重点跨越、引领未来的要求，增强发展后劲。

　　三是坚持技术改造与自主创新相结合。

加大引进技术的消化吸收力度，推动产业技术进步；

强化技术改造；

促进产业技术的系统化和集成化；

加强关键和前沿技术研发，增强自主创新对产业发展的支撑能力。

　　四是坚持企业为主体、市场为导向、产学研相结合，发挥市场配置资源的基础性作用。

引导各类创新要素向企业集聚，使企业真正成为研究开发投入的主体、技术创新活动实施的主体和创新成果应用的主体。

　　（三）总体发展目标

　　——在分离膜全领域形成完备的、规模化的膜与膜组器的生产技术与生产能力，膜性能达到国际先进水平

　　1.超低压、抗污染、抗氧化RO膜及海水淡化用高压RO膜实现产业化（生产8英寸及8英寸以上膜组件为主），产能达到1000万平方米/年，性能达到国际先进水平，国产RO膜应用进入水处理高端领域，国内市场占有率上升至25％～30％，并有出口；

能自主设计、集成具有国际第三代、第四代水平的RO膜生产线。

　　2.微孔滤膜（超滤和微滤膜），开发并实现多种方法和多种膜材料的制膜技术，研制高强度、高水通量、耐污染的UF、MF膜，产能达到4500万～5000万平方米/年。

既要突出具有高性能、高性价比的产品的生产，也要注重低价超滤、微滤膜的产业化，以推动膜技术在更大范围内的推广应用。

　　3.电驱动膜形成100万～130万平方米/年的生产能力，开发生产多种离子交换膜和用于工业渗析工艺的均相膜，开发组器新技术：

多隔室、多形式、模块化。

　　氯碱工业用全氟离子膜实现规模化生产（20万平方米/年），并在10～15家氯碱厂进行可信度电解示范与推广，“十二五”后期替代进口膜率达60％；

加快高性能新能源电池隔膜的产业化开发（包括质子燃料电池、锂离子电池及钒电池等），实现批量规模化生产，性能接近或达到国际先进水平。

　　4.进一步提高气体分离膜（含渗透汽化膜和有机蒸汽透过膜）和组器的产能和产品性能，将国产膜器的市场占有率提高到50％以上，实现二氧化碳分离膜的规模化生产和大规模应用。

　　5.积极推进医用膜的开发和产业化，重点提高血液透析膜的性能，争取国产膜的产量达到360万～420万平方米/年，市场占有率提高至30％～35％。

　　6.开发与膜过程配套的专用装备（如玻璃钢膜壳设备、机、泵、阀门、仪表等），促进膜产业链的形成。

　　经过以上努力，到“十二五”末期，膜产业这个新兴的产业，实现千亿元的行业规模。

　　——大力推进膜技术在国民经济各领域的应用推广，建设示范性膜法处理工程

　　1．积极推广反渗透法海水和苦咸水淡化技术

　　海水淡化工程逐步实现大型化，建立10万立方米/日的RO膜示范工程及与之相匹配的膜法（超滤、微滤）预处理工艺、系统，实现系统优化；

单机产水规模达到1万～3万立方米/日，设备造价比目前降低30％；

研发和优化国产压力容器、能量回收装置和高压泵等关键配套设备，使造水成本比目前降低20％左右。

设计与建造20万～30万立方米/日的RO法海水淡化系统；

新增RO法海水淡化能力100万～150万立方米/日，使我国成为国际上膜法海水淡化大国。

重点支持膜材料和辅料的国产化；

新制膜工艺的自主开发；

膜组器工艺的优化；

高性能配套机电产品的研制与产业化；

以及示范性工程的建设。

形成3～4个RO膜和膜元件产业基地；

在全国建成3～5个RO技术（结合热法海水淡化技术）示范城市和示范区，建成1～2个RO法工程研究中心和研究试验现场。

　　建设20万～25万立方米/日规模的RO法苦咸水淡化系统和10万立方米/日规模的离子交换膜电渗析苦咸水淡化系统。

　　2．在市政供水领域加快推进膜法处理技术，实现饮用水的高品质化，确保饮水安全

　　自来水生产，在传统工艺后加入超滤（UF）或微滤（MF）终端处理工艺（必要时还须添加反渗透或纳滤），以获得高品质饮用水，保证2012年强制执行的饮用水卫生新标准106条的执行，保障人民身体健康。

建立处理规模为50万～75万立方米/日的自来水膜法净化工程（包括NF、UF、MF法等）；

面向中小城镇的应用，建立10万～15万立方米/日的微污染水处理示范工程（包括RO、NF、MF、UF法等或其集成膜技术）；

关注UF法用于农村改水工程的可操作性，实现一定程度的推广（争取达到应推广量的10％～15％左右）。

　　3．废水资源化（包括工业废水、市政污水的处理、再生水回用，也涉及产业废水的零排放、清洁生产）

　　对多种工业废水，分别建立废水处理、再生水回用的5万～10万立方米/日级的示范工程；

提高大规模应用中的工艺设计、系统配套和膜组器的水平，并促进基础材料、相关机电产品性能的进一步提高；

增加膜品种和大幅度提高膜产量（高性能RO、NF、MF、UF膜和特种离子交换膜、均相离子交换膜、渗透汽化膜等）；

加强对工业废水处理直接回用的无机膜技术的推广；

MBR等膜处理技术逐步推向市政污水的资源化。

　　4．工业节能、节水与循环经济

　　通过膜法处理技术，推动所有膜过程在生物制药、染料、化工与石化、钢铁、有机产品分离与浓缩、提纯，有用物质回收，及农产品加工领域的应用与产业化，促进生产工艺的革新，实现节能、节水和节约资源，促进循环经济发展。

积极开发各工业部门节能减排和工艺改造所需的专用膜；

开发20～30项利用膜技术的、具有行业带动性的节能、节水和节约资源的新生产工艺。

　　5．配套国家级大型工业装置的研发生产，大型工程的建设及新技术、新产品的开发与产业化。

　　——加快建立膜产品与工程的标准体系和评价中心

　　目前我国膜行业标准亟待完善，各种膜产品、膜组件质量参差不齐，使用户无所适从。

在十二五期间，应加快建立膜产品与工程的标注体系和评价中心，尽快规范我国膜市场，从而推动我国膜产品的进一步应用。

　　三、发展方向与任务

（一）发展重点方向

　　——重点应用领域

（1）海水淡化和苦咸水淡化

　　世界海水淡化工程合同金额，10年内预计将达800亿美元，国际上RO海水淡化的比率已远超过热法。

仅沿海地区的一些城市近5～10年淡水需求量预计就将达到5亿～8亿立方米/年，到2020年可能达到250万～300万立方米/日（8.3亿～9.9亿立方米/年）。

　　苦咸水淡化在解决淡水资源不足方面也占有重要地位。

我国沿海地区和西部地区有大量滩涂和盐碱地，地下水、地表水含盐量高于1000毫克/升，成为苦咸水或亚海水。

我国苦咸水淡化需求量2015、2020年有可能分别达到230万～250万立方米/日和280万～300万立方米/日。

（2）微污染水处理，保证饮水安全

　　我国有3亿人每天喝的是不达标的地下水和地表水，即使城市自来水，由于使用已有一百多年历史的传统工艺生产，加上市政供水管路已几十年没有更换，所以，城市自来水的浊度、污染物、消毒副产物的去除有限，特别是无法处理抗氯性病原微生物。

　　2012年我国将强制执行新的饮用水卫生标准106条，靠传统工艺是不可能实现这一目标的，必须大力发展以超滤（或微滤）膜技术为终端处理技术的高品质饮用水生产工艺，不仅大中城市需要，小城镇也同样需要。

　　（3）废水资源化

　　包括工业废水和市政污水的处理、再生水回用，是膜技术今后的重要应用领域。

我国石油化工工业年耗水18亿吨，每年约有9亿吨污水排放，而且都含有毒有害的污染物。

而采油生产每年需回注水约10多亿吨，回注水的水质要求较高，很难用常规方法分离处理，超滤和微滤被认为是处理油田污水最有效的办法，年处理需求约在6亿立方米左右。

　　我国钢铁行业吨钢外排水量为6立方米，2005年总量达18亿立方米/年（包括冶炼废水，轧钢废水，煤气、焦化废水及生活用水等）；

我国有一万多家制药企业，2000余家染料企业，产生大量废水。

全国工业用水的80％～90％用于冷却循环水，它们的处理回用是工业节水和废水资源化的重要内容和目标，废水资源化势在必行。

我国近年来在炼油和发电行业也以市政污水为水源，采用双膜法成功获得了锅炉用水和生产、生活用水；

采用膜生物反应器工艺将工业废水处理实现了再生水回用。

　　（4）促进工业产品生产工艺优化，实现节能减排

　　包括提高工业用水、用气的循环利用率及通过引进膜分离技术改变产品的传统生产工艺，实现节能减排、有用资源回收。

我国在赖氨酸生产、味精生产和Al2O3生产中均采用了膜处理技术，节约了用水，保护了环境；

气体分离膜从合成氨尾气中回收了63％的氢气。

另外膜分离技术在垃圾渗沥液的处理方面也有应用。

　　（5）新能源电池

　　燃料电池、锂离子电池及钒电池是新能源的重要组成部分。

燃料电池汽车是未来主要新能源汽车之一，全氟磺酸质子交换膜是车用燃料电池的核心部件；

锂离子电池具有广泛用途，大功率锂离子电池也是未来电动汽车的候选动力之一；

钒电池是目前发展势头强劲的优秀绿色环保蓄电池之一，可作为太阳能、风能储能电源和各种备用电源及电网调峰电站，它可深度大电流密度放电，充电迅速，比能量高。

　　（6）医用膜

　　包括医疗用膜和医用检测膜。

目前国内的透析器市场基本为进口产品占据，内资的4～5家生产企业在产品质量、生产设备、工艺技术等方面与进口产品还有较大差距，必须尽快提升水准。

此外，血浆分离器、肝腹水处理器等以分离膜为关键部件的医用器具也有迫切的需求。

　　（7）作为重大技术设备核心的膜的开发

　　氯碱工业是我国化学工业两大支柱产业之一，全氟离子膜是氯碱工业的核心。

我国目前氯碱工业产值为1000亿元/年，离子膜烧碱占70％，每年离子膜消耗约50万平方米，价值20亿元，直接与间接效益巨大。

东岳集团全氟膜的开发成功是膜技术配套国家重大装备制造的重大成功例之一。

　　——适用于重点应用领域的高性能膜（海水淡化反渗透膜、高性能微孔滤膜、电驱动膜、无机膜、新能源电池隔膜、医用血液透析膜等）的规模化制造技术；

膜组器的优化和革新；

膜产业应用工艺开发及建设膜技术为核心的处理工程。

（二）主要任务

　　——产业化项目

　　海水淡化用反渗透膜的规模化生产；

高性能纳滤膜的产业化；

氯碱工业用全氟离子膜的规模化生产；

高强度、高通量微孔滤膜的大规模产业化；

无机微滤、超滤膜和分子筛渗透汽化膜的规模化生产；

低成本膜，特别是低成本微