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行業(yè)動態(tài) | 膜產(chǎn)業(yè)的蝶變:一個可持續(xù)的潛力賽道


發(fā)布時間:

2024-07-09

隨著我國的環(huán)境治理力度和投入的不斷加大,行業(yè)從工程時代轉(zhuǎn)入效果時代,水處理領(lǐng)域的需求不斷提高,以膜濾為核心的水處理技術(shù)迎來用武之地。 在此過程中,我國的膜產(chǎn)業(yè)發(fā)展迅猛,膜項目數(shù)量以及規(guī)模都在以較快的速度增長,截至 2021 年,我國有 300 余座大型 MBR 水處理工程(70%左右的工程處理能力達 1 萬~5 萬 m?3;/d)。

隨著我國的環(huán)境治理力度和投入的不斷加大,行業(yè)從工程時代轉(zhuǎn)入效果時代,水處理領(lǐng)域的需求不斷提高,以膜濾為核心的水處理技術(shù)迎來用武之地。

在此過程中,我國的膜產(chǎn)業(yè)發(fā)展迅猛,膜項目數(shù)量以及規(guī)模都在以較快的速度增長,截至 2021 年,我國有 300 余座大型 MBR 水處理工程(70%左右的工程處理能力達 1 萬~5 萬 m⊃3;/d)。

據(jù)統(tǒng)計,我國膜產(chǎn)業(yè)從2009年到2021年的復(fù)合增長率高達24.77%,2021年膜產(chǎn)業(yè)總產(chǎn)值達到3230億元,預(yù)計2025年將達到5000億元。

在膜技術(shù)的應(yīng)用領(lǐng)域,我國以規(guī)模龐大和場景多樣成為世界矚目的新興市場,是國內(nèi)外膜企業(yè)的必爭之地。

經(jīng)過這些年的發(fā)展,膜產(chǎn)業(yè)發(fā)生了怎樣的轉(zhuǎn)變,在面臨哪些機遇和挑戰(zhàn),本文將圍繞膜產(chǎn)業(yè)的發(fā)展趨勢展開討論。

01

市場空間:一個可持續(xù)的潛力賽道

一個領(lǐng)域的發(fā)展前景在很大程度上取決于所針對的需求和問題。中國是世界上最大的水處理市場,從需求端來看,推動我國膜產(chǎn)業(yè)發(fā)展的有兩個主要因素。

一是我國水資源極度匱乏,人均占有量僅僅是世界平均水平的四分之一,按照國際標準,2021年我國有22個省處于缺水狀態(tài),被聯(lián)合國列為13個水資源最貧乏的國家之一。

 

水資源短缺的問題嚴重制約著我國的工業(yè)化以及城鎮(zhèn)化發(fā)展,“十四五”規(guī)劃綱要提出,到2025年,我國常住人口城鎮(zhèn)化率將提高到65%,而實現(xiàn)這一要求,至少還需要新增30-50億m⊃3;的水資源。

目前,水資源短缺已經(jīng)成為我國經(jīng)濟社會可持續(xù)發(fā)展的瓶頸。而最好的傳統(tǒng)水資源替代方法就是污水資源化,我國每年污廢水排放總量巨大,但是污水的再生利用率并不高,城市污水再生利用率不足 30%,縣城污水再生利用率僅為 14%,由此可見,污水資源化潛力巨大,而膜技術(shù)在污水資源化中發(fā)揮著不可或缺的作用。

二是我國長期面臨著水環(huán)境污染的問題。目前,全國范圍仍然有10%河流水質(zhì)為劣Ⅴ類,隨著流域治理進程的加快,“十四五”期間七大流域的優(yōu)良水體(即 I-III 類水體)占比或?qū)⑻嵘?90%以上水平,所以污水廠的出水水質(zhì)標準也需要不斷提升,而更高的出水水質(zhì),給膜技術(shù)帶來更廣闊的市場空間。

為了解決我國水資源短缺危機,以及水環(huán)境污染問題,我國出臺了一系列政策,大力推動污水處理及再生。在國家層面的諸多政策中提到,要加快反滲透膜、納濾膜的推廣,提高膜生物反應(yīng)器性能、降低成本。

在2020年發(fā)布的《國家鼓勵發(fā)展的重大環(huán)保技術(shù)裝備目錄》中,水污染防治領(lǐng)域鼓勵發(fā)展的裝備就有碟式陶瓷膜分離裝備以及振動膜生物反應(yīng)器污水深度處理集成裝備等等。

可見膜產(chǎn)業(yè)在國家戰(zhàn)略產(chǎn)業(yè)布局中的重要地位。

另外,膜在產(chǎn)品特征上具有明顯的消耗品屬性,相比較工程模式,更加具備可持續(xù)性,膜企業(yè)受到巨大市場波動沖擊的風險相對較小。

根據(jù)孔徑大小差異,膜材料可分為微濾膜、超濾膜、納濾膜和反滲透膜。每種膜材料都有其對應(yīng)的使用場景,由于膜材料優(yōu)異的分離性能,在水處理工程項目中被廣泛使用,但是目前來說,市場上平均膜的壽命還是遠低于工程項目的運營期限,因此膜也成為水處理項目中的必備耗材。

綜合上述因素,膜產(chǎn)品是一個可持續(xù)的潛力市場,隨著市場需求的迭代升級,膜產(chǎn)業(yè)仍然存在十分可觀的待釋放空間。

02

應(yīng)用拓展:在多場景獲得深度應(yīng)用

膜技術(shù)的一個顯著優(yōu)勢在于,可以實現(xiàn)不同組分的分離、純化、濃縮,是最適合資源化改造的水處理技術(shù)。

膜的分離精度高達納米級別,出水水質(zhì)穩(wěn)定,藥劑用量少,廣泛應(yīng)用于工業(yè)用水處理、市政污水深度處理和再生水、超純水制備及海水淡化等場景。

應(yīng)用領(lǐng)域一:高難廢水處理

高難廢水是指難以進行生物降解的廢水,大部分工業(yè)生產(chǎn)活動中排出的廢水都屬于高難廢水,比如說印染廢水,造紙廢水,皮革廢水,半導體廢水等等。

由于這類廢水的可生化性差,預(yù)處理要求高,所需要的處理技術(shù)工藝鏈較長,且占地面積大,對運營管理要求很高,如果哪個環(huán)節(jié)出了疏漏,就會出現(xiàn)出水不達標的風險。

而近年來,由于膜技術(shù)的可靠性高,以及成本不斷降低,以反滲透為代表的高壓膜分離技術(shù)為高難廢水處理提供了關(guān)鍵的技術(shù)支撐。通常采用超濾和納濾耦合技術(shù),可以大大提高廢水中小分子的去除率,使膜通量保持在一個穩(wěn)定的狀態(tài),出水可靠且不容易發(fā)生膜污染等問題。

應(yīng)用領(lǐng)域二:市政污水深度處理和再生水

膜技術(shù)在中國的使用已經(jīng)超過20年,應(yīng)用于眾多領(lǐng)域,尤其是在市政污水處理與再生領(lǐng)域中,累計工程應(yīng)用規(guī)模最大。

在市政污水處理中,應(yīng)用最廣泛的是MBR和“二級出水+MF/UF”工藝,使用該技術(shù),可使污染物完全被截留,此外還能很好的提升污泥濃度,降低污泥負荷,提升降解效率,且能耗大大降低。而“二級出水+MF/UF+NF/RO”工藝多用于再生水生產(chǎn)中,比如地下水回灌、鍋爐給水、飲用水源補給,可以很好的去除鹽分以及其它難以分離的污染物。

應(yīng)用領(lǐng)域三:超純水制備

通過采取發(fā)行刊物及舉辦會議的形式,協(xié)會提供法律領(lǐng)域發(fā)展的最新動態(tài),并積極解決阻礙民主、和平發(fā)展的問題。

應(yīng)用領(lǐng)域四:RO 為核心工藝的海水淡化

海水淡化技術(shù)主要有3種,分別是蒸餾法、電滲析法和反滲透法。據(jù)統(tǒng)計,在1986年至2000年,世界上的海水淡化技術(shù)是以蒸餾法為主,而2000年以后,由于反滲透技術(shù)的不斷突破,優(yōu)勢逐漸明顯,市場占有率迅速提升。

目前,反滲透(RO)占已經(jīng)建成的海水淡化項目比例超過60%。反滲透技術(shù)相比于多級閃蒸、低溫多效蒸餾技術(shù),不需要消耗蒸氣,具有高效率、低能耗易自動控制等顯著優(yōu)點。

效果上的優(yōu)越性讓膜技術(shù)在多種場景獲得應(yīng)用,隨著膜產(chǎn)業(yè)發(fā)展,越來越佳的成本友好性更加讓用膜需求實現(xiàn)了快速釋放。

03

膜之挑戰(zhàn):膜產(chǎn)業(yè)面臨的三大挑戰(zhàn)

要解決我國的水資源短缺危機和污水資源化的問題,就一定離不開膜技術(shù)。但同時,膜產(chǎn)業(yè)在發(fā)展的過程中也面臨著以下3個問題:

問題一:膜容易發(fā)生污堵,給后期運營造成壓力

膜技術(shù)與傳統(tǒng)的水處理技術(shù)相比,出水水質(zhì)是肉眼可見的好,但唯獨有個缺陷就是,使用時間一長,膜就容易發(fā)生污堵。由于污水的成分復(fù)雜,一些微生物和金屬離子等聚集在膜表面或者被吸附在膜孔里面,膜就會發(fā)生堵塞,進而導致膜的性能降低,縮短膜壽命。令許多企業(yè)頭痛的是,膜本身購買的時候就不便宜,膜元件還要因為膜污堵問題經(jīng)常進行更換,造成后期運營成本的增加。

問題二:在高端的工業(yè)用膜市場,我國的膜技術(shù)市占率較低

近20年,我國的膜產(chǎn)業(yè)經(jīng)歷了一個快速發(fā)展期,我們也經(jīng)常聽到,我國許多企業(yè)都擁有自主知識產(chǎn)權(quán)的膜技術(shù),但是這僅僅是在低壓膜,也就是微濾膜和超濾膜領(lǐng)域,所以目前國產(chǎn)膜技術(shù)主要還是應(yīng)用于低端水處理領(lǐng)域,而在反滲透和納濾膜領(lǐng)域的高端工業(yè)用膜市場,國際企業(yè)占據(jù)了70%的市場份額,我國還是主要依賴進口。

問題三:產(chǎn)學研融合難

一些科研院所對膜的研究成果難以產(chǎn)業(yè)化,根本原因在于研發(fā)和應(yīng)用的斷層。對于膜技術(shù),我國和國際上相比還有較大差距,如何進行膜領(lǐng)域的技術(shù)創(chuàng)新,提高技術(shù)轉(zhuǎn)化效率,也是當今膜企需要解決的一大課題。

這些挑戰(zhàn)也同時是膜產(chǎn)業(yè)未來的突破方向。以工業(yè)用膜市場為例,這將是國產(chǎn)膜未來發(fā)力的重要方向之一。

結(jié)語

需求升級和產(chǎn)業(yè)迭代的共振時代

膜產(chǎn)品是水處理行業(yè)的“芯片”,膜產(chǎn)業(yè)是應(yīng)對未來水污染、水資源短缺等社會挑戰(zhàn)的主力產(chǎn)業(yè)。因此,膜產(chǎn)業(yè)必將作為國家的戰(zhàn)略型產(chǎn)業(yè)發(fā)展,這是膜產(chǎn)業(yè)的一個先天優(yōu)勢。

國內(nèi)的多樣化、大規(guī)模市場特性為膜企業(yè)提供了極具想象力的市場空間。與此同時,膜行業(yè)經(jīng)過這些年的發(fā)展,產(chǎn)品性能和成本友好度均實現(xiàn)了大幅度提升。

尤其是國內(nèi)膜產(chǎn)業(yè)的快速發(fā)展,有力推動了膜技術(shù)在國內(nèi)的廣泛應(yīng)用。

需求升級和產(chǎn)業(yè)迭代的同頻共振正在開啟膜行業(yè)的新時代。隨著水處理行業(yè)下半場的到來,社會對用水安全和用水質(zhì)量的要求不斷提高,膜行業(yè)也將由此迎來新的機遇。

當然,機遇總是伴隨著挑戰(zhàn)。膜產(chǎn)業(yè)的發(fā)展目前處在百家爭鳴的階段,國內(nèi)有數(shù)百家品牌在參與市場的競爭,未來圍繞膜賽道的角逐也必然激烈,但這終將推動膜產(chǎn)業(yè)新篇章的開啟。


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