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行业资讯

反渗透膜行业进入发展快车道

文字:[大][中][小] 手机页面二维码 2019/5/20     浏览次数:    
反渗透膜是一种模拟生物半透膜制成的、具有一定特性的人工半透膜,是反渗透技术(Reverse Osmosis,简称RO)的核心构件。半透膜对透过的物质具有选择性,由于半透膜两侧液体浓度不同,自然的渗透作用使得水从低浓度一侧渗透到高浓度一侧。

反渗透膜是一种模拟生物半透膜制成的、具有一定特性的人工半透膜,是反渗透技术(Reverse Osmosis,简称RO)的核心构件。半透膜对透过的物质具有选择性,由于半透膜两侧液体浓度不同,自然的渗透作用使得水从低浓度一侧渗透到高浓度一侧。反渗透利用压力泵来提高半透膜液体浓度较高一侧的压力来使得水通过半透膜反渗透到浓度?#31995;?#30340;一侧,将溶解在水中的盐分留在被过滤掉的水中。反渗透膜可以使水分子通过,但会过滤掉绝大部分溶解盐、有机物、病毒、细菌?#21462;?#22312;施加超过自然渗透压的外界压力情况下,水可以透过半透膜渗透到另一侧,将污染物过滤掉。需要外界施加的压力取决于反渗透膜两侧水的浓度差,需要被过滤的水浓度越高,反渗透需要的压力越大。

反渗透原理示意图

来源:反渗透膜设备厂家

反渗透膜按材质可分类为醋酸纤维素膜(CA膜)、芳香族聚酰胺膜(PA膜)、壳聚糖类膜(Cs膜)、聚苯类反渗透膜、其它复合反渗透膜?#21462;?#26681;据脱盐需要,科学家经过大量的研究试验,从大量高分子材料中筛选出了多种材料制造反渗膜,其中醋酸纤维素和芳香族聚酰胺两大类膜材料最适合制造反渗透膜,因此这两类渗透膜应用最广,但其他材料也各具特色,在一定情况下有使用价值。

反渗透膜分类与简介

来源:沙利文研究院绘制

国内研发起步较晚,但行业市场规模增长迅速

反渗透膜技术最初由美国研发。20世纪60年代,美国科学家为了解决宇航员登上月球的饮水问题从而仿照海鸥原理成功制造出了反渗透膜,反渗透膜制水技术也在当时被美国宇航局列为绝密等级专利。之后反渗透膜进入民用范围,到20世纪80年代,美国海水淡化用复合膜及其卷式元件已经实现大面积商用。而中国的反渗透膜技术研发相对滞后,且政府早期重视程度不足,导致中国市场中反渗透膜市场长期被国外垄断。2001年前,中国反渗透膜技术主要处于研发追赶阶段,2001年之后,随着国产反渗透膜的出现,以及国内膜企业的技术不断增强,反渗透膜开?#21152;?#29992;于国内多个领域,行业走上发展快车道。

中国反渗透膜行业发展历程

来源:沙利文研究院绘制

反渗透膜作为反渗透技术的核心组件,可以应用在水处理、家用净水器、海水淡化等多个领域,市场前景广阔。近年来,受益于下游需求的快速增长和膜技术进步导致的成本下降,中国反渗透膜市场规模增长迅速。加之政府对膜产业高度重视,?#20013;?#20986;台政策推动膜产业发展,中国反渗透膜市场规模从2014年的25.4亿元增长到2018年的59.6亿元,年复合增长率达到了23.8%。沙利文预测,在政府?#20013;?#30340;政策扶持以及下游需求的?#20013;?#22686;长的情况下,中国反渗透膜市场仍将保持快速增长。

中国反渗透膜市场规模,2014-2023预测

来源:fsTEAM软件采编,沙利文数据?#34892;?#32534;制

下游应用领域需求增长迅速,推动行业快速发展

在水处理领域,随着中国经济?#20013;?#21457;展,中国城镇化的推进和工业化水平提升,导致用水量、污水排放量不断上升。反渗透技术作为净水、污水处理的重要手段,得以?#20013;?#21457;展。2017年中国?#29992;?#29983;活用水达到838.1亿立方米,较2013年增长了11.7%,工业用水量也始终保持在1,300亿立方米左右。根据生态环境部数据,中国城镇污水排放量从2011年427.9万吨上升到2015年的535.2万吨,增长了25.1%,工业?#32420;?#25490;放量则稳定在200万吨左右。未来,随着中国经济的?#20013;?#21457;展和城镇化的推进,预计生活用水、工业用水量将继续保持增长,净水、污水处理需求将继续提升,从而推动中国反渗透膜行业的发展。

在海水淡化领域,由于中国?#21496;?#27700;资源占有量仅为2074.5立方米,远低于全球?#21496;?#27700;平,且水资源地理?#26893;?#19981;均,因此海水淡化作为解决水资?#27425;?#39064;的重要方式受到政府大力支持。根据国?#28082;?#27915;局的数据,2017年中国累?#24179;?#25104;投产的海水淡工程项目数量达到136个,产水能力也从2013年的90.1万吨/日增长到2017年的118.9万吨/日。反渗透技术作为海水淡化最?#34892;?#30340;手段,如今在国内海水淡化项目的应用率已超过60%。同?#20445;?#38543;着海水淡化工程的规模化运营?#22270;?#26415;进步,以及政府的政策支持和?#24335;鴆固?#28023;水淡化水成本?#20013;?#38477;低。未来,随着海水淡化工程的?#20013;?#24314;设,以及成本的?#20013;?#38477;低,反渗透膜行业将得到进一步发展。

中国海水淡化工程建成规模,2013-2017年

来源:国?#28082;?#27915;局,沙利文数据?#34892;?#32534;制

在家用净水领域,随着?#29992;?#39278;水安全意识提升,反渗透膜家用需求?#25214;?#22686;长。?#29992;?#26085;常使用的自来水容易因水厂氯化残留、运输管道老旧、社区水箱未清洗等原因而受污染,使得?#29992;?#23545;净水器的需求?#25214;?#25552;升。加之水污染事件频发,?#29992;?#23545;自来水质量的?#21028;?#19981;断下降,进一?#37237;?#21160;了家用净化水器的发展。中国净水器总零售额从2013年的472亿元增长到2017年的1033亿元,年复合增长率达到21.6%。反渗透膜作为过?#21496;?#24230;最高的膜种类,受到厂?#28082;?#28040;费者的认可,?#21387;?#27867;应用于净水器产品中。因此,在?#29992;?#29983;活水平提高,饮水安全的意?#21544;?#28176;提高的情况下,净水器市场将继续保持增长,推动反渗透膜行业?#20013;?#21457;展。

突出重围,国内企业打破国外企业垄断

反渗透膜研发难度大,技术要求高,仅有少数公司掌握反渗透膜制造技术,因此反渗透膜行业技术壁垒较高,中国市场曾长期被国外企业垄断。但2001年国产反渗透膜产品出?#31181;?#21518;,这一垄断?#32622;?#34987;国内企业彻底打破。在现阶段的国内市场中,虽然国外品牌依旧处于主导地位,市场份额超过80%,但国内企业的竞争力在逐渐提高,市场份额已接近20%。

国外企业中,陶氏化学、海德能、东丽、GE、熊津豪威、LG化学处于领先地位,其中陶氏化学、GE是美国品牌,美国海德能的母公司是日本的日东电工,东丽是日本品牌,熊津豪威、LG化学是韩国品牌。国外企业的技术实力雄厚,产品性能优异,产品线丰富;而且企业发展悠久,销售渠道广,项目经验丰富,品牌知名度高。因此国外品牌在市场中更受?#31361;?#20449;赖,尤其在工业水处理、海水淡化等大型工程项目中。?#22771;?#22269;外品牌在高端市场中领先优势明显。这六大品牌不仅是国内市场的领先品牌,在国?#36866;?#22330;中也处于行业领先地位。

国内企业中,多家企业已掌握反渗透制造技术,其中时代沃顿是国产品牌中的佼佼者。中国一批知名膜企业,如南方汇通、碧水源、津膜科技等,均已登陆资本市场,借助资本市场的力量进一步提升其竞争力。相比于国外企业,中国企业产品性价比高,且本土领先企业的技术水平并不亚于国外企业,国内企业凭借性价比优势在市场中与国外企业展开竞争。?#22771;?#22269;内企业凭借价格优势已占据了较多的反渗透低端市场份额。而在反渗透膜高端市场中,国内企业市场份额?#31995;停?#20294;?#22771;?#39046;先的国产企业的技术水平已不亚于国外企业。未来,随着国内企业的技术实力不断提升,以及政府的?#20013;?#25206;持下,反渗透膜国产化水平及市场占有?#24335;?#32487;续提升。

应用成本和污染问题制约行业发展,高性能产品成未来发展趋势

反渗透膜在?#23548;?#20351;用过程中,其性能容?#36164;?#21040;保养情况、溶质性质、溶液pH值、离子强度、温度、操作压力等因素的影响而受到污染,对运行环境,操作流程有较高的要求。而且反渗透膜的日常清洗维护工作十分繁琐,条件?#37327;獺?#27492;外,反渗透膜产品技术含量高,产品价格高?#28023;?#22312;应用过程中还需相关配套设备和工艺技术配合,并消耗大量能源,加之容?#36164;?#27745;染,导致在应用过程中更换频?#20445;?#36827;一?#37237;聘?#20102;应用成本。因此反渗透膜的污染问题、应用成本问题一直影响着行业发展。

为了解决反渗透膜的污染问题、应用成本问题,行业中企业也加大了相关产品研发,努力生产低压、低能耗、抗污染、抗高压的高性能产品。如今大型反渗透装置的能量利用效率虽然较以往有所提高,但是所消耗的电能仍然占近一半的成本,所以通过降低能耗?#32431;?#21046;成本至关重要。如今超低压膜由于具备节省电耗和降低相关机械部件的压力等级从而引起材料费下降等优点,应用比重?#25214;?#22686;大;多种抗污染性能强、使用寿命长、清洗频度低且易清洗的低污染膜也相继问世;由于普通水处理用反渗透膜的使用温度在0-45℃,但存在需要耐90℃高温?#26412;?#30340;特殊场合,因此?#36879;?#28201;、耐化学药品的反渗透膜逐渐出现在市场中;各种有特殊膜元件结构的食品级或卫生级的反渗透膜?#37096;?#22987;在国内市场中得到应用。

沙利文全球合伙人、全球市场战略规划副总裁兼中华区总裁王昕博士指出,反渗透技术应用广?#28023;?#22312;污水处理、海水淡化、家庭净水等多个领域有广泛使用,拥有广阔的市场前景,随着行业的技术进?#33014;?#25919;府的大力支持,中国反渗透行业已经进入发展快车道。但反渗透膜行业是一个高技术壁垒的行业,技术研发的滞后导致本土企业在市场中处于弱势地位。未来,本土企业需要不断增强技术实力,努力研发抗污染、低能耗的高性能产品,才能在市场竞争中弯道超车。

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