掌控21世纪的核心技术

访中国膜工业协会秘书长刘宪秋

作者:于佳 文章来源:本网 发布时间:2013-04-01
2005年,中国膜产品市值达到30亿人民币;同年,国内膜产品相关应用工程总值超过100亿人民币;2008年,国产RO膜脱盐率达到99.7%,市场占有率接近10%.


图1 “外资企业与中国本土企业在RO膜市场领域同台竞争的时代即将到来。”——刘宪秋,中国膜工业协会秘书长

2005年,中国膜产品市值达到30亿人民币;同年,国内膜产品相关应用工程总值超过100亿人民币;2008年,国产RO膜脱盐率达到99.7%,市场占有率接近10%;近年来,中国膜工业发展速度始终保持在25%以上。几组数据,勾勒出中国膜行业的发展现状,正所谓“势不可挡”。回想20世纪60年代初期,膜技术事业刚刚露出一丝曙光,经过半个世纪的努力,作为21世纪的核心技术之一,膜技术工业已经开始“茁壮成长”,这令许多将毕生事业投入其中的带头人不胜感慨。近日,本刊记者采访了中国膜工业协会秘书长刘宪秋先生,与他共同回顾行业的发展历程,展望行业的未来走势。

膜的定义是什么,至今没有一个完全被认同的答案,1748年,法国学者Abbe Nollet偶然发现在猪膀胱里的水可以自己扩散到膀胱外侧的酒精溶液中,这是人类第一次注意到渗透现象,直到1854年英国科学家Thomas Graham在试验过程中提出了Dialysis(渗透)的概念,使人们对半透膜产生了兴趣。

分离膜的工业应用始于上世纪70年代,按照材质主要分为有机膜和无机膜。水处理工业中主要以有机膜为主,包括反渗透(RO)膜、纳滤(NF)膜、超滤(UF)膜、微滤(MF)膜和电脱盐(EDI)等主要品种,随着膜分离技术研究的不断深入,应用市场的不断扩大,膜法水处理已经得到了人们的普遍接受,膜分离技术在水处理工业中的应用已经度过摇篮期,开始进入快速成长期,成为水处理领域的一支生力军。

MIAC的应运而生

回想起中国膜工业协会(MIAC)的成立之初,刘宪秋先生追溯说,“当时,国内膜技术的发展主要以研究为主,拥有的产品很少,如杭州水处理技术研究发展中心、蓝星集团、纺织工学院等,国外一些知名膜企业也纷纷开始进入中国,就在这个新兴行业孕育的时刻,行业内的一些志士意识到,有必要成立一个组织来推进技术进步,促进该行业的发展。当时的膜分离技术还主要应用在过程工业,特别是化工行业,因为该技术作为一种分离手段,如萃取、蒸馏,其优势在于没有相变,可控性强,二次污染小。黎念之院士曾说过,‘掌握了膜分离,就掌握了21世纪化学工业的关键。’因此,膜技术走向应用,这将给工业带来革命性的变革。

当时,中国海洋局管辖的杭州水处理中心是产业化最早的单位,还有化工部以及科学院的几个研究所(大连化物所、北京化学所、生态中心)等,于是,1995年由化工部、科学院以及海洋局三个部委共同发起成立了MIAC。考虑到行业的技术特点和应用领域,最后由化工部出任理事长单位,化工部科技司司长作为理事长;之后第二、三任协会理事长由蓝星集团的总经理担任,因为协会的特点是以企业为主,这也是一个发展的必然趋势。”

在挑战中发展

成立15年来,MIAC始终都以加强行业内的交流和协作为目的,推动膜技术的进步和发展,并不断提高会员企业为用户服务的专业化水平,促进工程技术研究和应用开发,刘宪秋先生回忆说,“当初协会规模很小,而现在,MIAC已拥有400多家会员单位,包括膜行业从事科研、设计、生产、工程及贸易的企事业单位”,他感慨地说,“自协会成立以来,每年协会都举办各种技术交流会、产品推介会以及展览会、行业应用报告会等,于是孕育了1998年第一届‘国际膜与水处理技术暨装备展览会(WMC)’的举办,目的是展示中国膜技术行业的状况,进行国际技术交流,为用户和企业提供沟通平台。展会规模从一开始3000m2,发展到了8000m2。2010年,第十三届WMC将超过8000m2。经过12年的培育和发展,WMC见证了中国膜工业发展最快的时代,每年都有新技术和新产品在不断地涌现,这说明行业正在蒸蒸日上的发展着。”

当然,在这12年的发展历程中,也充满了很多挑战,“膜技术产品的应用推广并非一帆风顺,比如2005年,膜技术在市政水处理领域的推广就受到了很大的阻力,原因是‘膜技术比较复杂,价格昂贵,还有待研究’,这对整个行业的发展产生了很大的影响。好东西不能应用就没有价值,这也是举办展会的最终目的,经过‘行业人’共同地努力,现如今,市政行业(包括污水和自来水处理),已经逐步接受了膜工艺技术,北京大型MBR的运营,山东东营自来水项目的实施、这对膜技术在行业界的推广有非常大的示范作用”,刘宪秋先生激动地说,“这是膜行业的一种突破,而且正在酝酿一个爆发式的增长,膜技术的应用将最终将成为自来水、污水处理的主要工艺。为了推动行业应用的发展,协会除了展会,每年还会举办行业应用研讨会,邀请行业专家、膜产品供应商、用户单位展示典型的行业应用案例,进行经验和技术交流。”

在谈及2010年WMC展会的亮点时,刘宪秋先生介绍说,“今年的WMC展会会有以下三个亮点:第一,展会规模创造了新的历史记录,超过了8000m2,主要的膜产品生产企业几乎都报名参加了此次展会。第二,展会现场将展示最新的技术,其中包括东岳100%国产化全氟离子膜,以及在万吨级规模氯碱生产装置上获得成功应用的案例介绍,这一技术的国产化对维护我国氯碱产业安全具有里程碑的意义。另外,今年展会主题是‘膜技术应用的成果展’,我们鼓励展商将其应用实例进行展示和交流,同时在今年的展会现场我们还将设立一个针对研究院所的成果展示专区,这里将展示比较前沿的以及还在研究过程中的技术。当然,展会同期举办技术交流会是多年来延续不变的传统,目的是让设备供应商和用户将膜技术应用过程中的问题和经验进行交流互动,这对用户而言,可以在认识产品的基础上更深入地了解产品的实际应用,多年来取得了非常好的效果,因此今年的技术交流会也值得期待”。


图2 第12届中国国际膜与水处理技术暨装备展览会开幕式

快速稳步增长

产品现状和趋势

WMC展会规模的不断扩大,参展企业的逐年增加,新技术、新产品的推出,都在不断地反映着这个行业的一种发展态势,刘宪秋先生说,“据MIAC的统计数据,目前我国膜工业领域有研究单位120余家,生产企业约400家,工程公司超过2000家,同时,中国膜消费市场的增长速度已跃居世界第一,占全球消费总量的20%。”说到当前中国膜工业市场的情况,刘宪秋先生介绍道:“以产品划分,其中RO膜产品市场中,外资企业占中国市场的90%,而国有品牌企业占有约10%的市场份额,这与2005年时不足3%的市场份额相比,已经有了质的飞跃,也增加了我们与外资企业抗衡的信心。当然,与国际技术相比,RO的超低压膜技术还有待提高,低压就意味着低能耗,这方面海德能和DOW具有领先地位;NF技术在中国市场目前用量较少,这也是中国膜行业中的一个弱点,NF膜的脱盐率在10%~98%之间,其可调性很大,而制造成本以及工艺技术要求上都低于RO膜,因此在实际应用中具有很大潜力,值得大力发展;MF、UF技术,国产化产品的市场占有率已达到60%,外资品牌(占40%)市场主要集中在大型企业,重点项目以及高端客户,如电厂、石化等行业,大量中低端用户均采用国产品牌,整体来说中国的UF市场已经比较成熟了”,他补充说,“未来,海水淡化以及苦咸水淡化是迫切需要加速发展的领域,因此RO膜技术的发展方向因该是品种的增加、性能的提高,其相对增长应该是最快的;MF/UF膜技术在实际应用领域中的发展应该是精益求精,如MBR膜生物反应器需要解决的是应用中的具体细节以及工程实际问题,如果在市政行业中膜技术得到大力推广,MF/UF会有极大地发展空间。”

应用突破

任何技术最终的目的都是为人类生产所应用,膜技术正处在应用初级阶段,“此前,有关膜技术能否在市政行业应用的探究,一方面是由膜产业的发展情况所决定,另一方面是因为行业发展并不健康,没有深入研究和掌握工程化的一些特点和要素,如MBR在实际工程项目应用中就存在着各种工艺技术问题。当然,成功案例也层出不穷,如东岳全氟离子膜产业化的突破,就是很好的实例,接下来将面对应用过程中的细节问题(如如何压缩膜的厚度,降低阻力已达到降低能耗的目的)。”

刘宪秋先生回忆说,“2005年,中石化开展7个膜法水处理试点项目,在运行初期,先后出现问题,项目紧急叫停后,中石化责成汪燮卿院士领衔组织调研,他在调研报告中指出‘膜技术具有广泛的应用前景,但前提是必须掌握应用工艺:预处理是工艺的关键;进水水质稳定是运行的前提;做好工业试验是项目实施的基础;合理的运营管理是持久稳定运行的保证。’最终,中石化决定继续开展试点项目。新技术在推广过程中出现实际应用问题是不可避免的,需要正确面对和处理,目前在应用领域的推广过程中存在着两种极端情况:一是不予尝试;另一种是滥用。因此,应用需要总结规律和特点,不断提高技术水平,完善工艺过程。”

企业现状和趋势

“近年来膜行业的国内企业在不断地向大型化发展(如蓝星东丽的投产,湖南威灵顿的技术引进等),RO膜的国内生产厂家,基本上以技术引进、消化、吸收之后再创新为主。可以说,RO核心技术我们已经开始掌握,并有所突破,这对于DOW、海德能等RO的‘掌权者’也是一种挑战”,刘宪秋先生激动地说,“膜行业企业的规模较小,需要不断引入资本,碧水源的成功上市就是一个成功的资本运作案例,同时也吸引了更多的资本对膜行业的关注。该行业的企业大型化是一种必然趋势,这将推动行业的健康发展,并提高与国际知名企业的竞争实力。”

展望未来

在采访即将结束时,刘宪秋先生感慨地说,“膜技术产业正处在‘茁壮成长’的时期,前途无量,但要达到国际先进水平,面临的困难和挑战还很艰巨。未来中国膜技术的发展之路要依赖技术的进步和创新,目前国内一些大型企业在行业中的领导地位略有雏形,但还需要不懈地努力,整合、淘汰技术落后的不合格企业,推动行业健康地发展”,他停顿片刻说,“我个人马上要退休了,我希望中国的自主品牌和国际知名品牌之间相互抗衡的时刻早日到来,外资企业与中国本土企业在RO膜市场领域同台竞技的时代即将到来。”

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