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2018年中國(guó)膜分離技術(shù)應(yīng)用領(lǐng)域、市場(chǎng)現(xiàn)狀及發(fā)展壁壘分析:50%以上的市場(chǎng)被反滲透膜與納濾膜占據(jù)[圖]

    一、膜分離技術(shù)應(yīng)用領(lǐng)域

    現(xiàn)有的過(guò)濾分離處理技術(shù)按其技術(shù)發(fā)展階段的不同主要分為傳統(tǒng)過(guò)濾分離技術(shù),膜分離技術(shù),以及基于樹(shù)脂等特殊分離材料而實(shí)現(xiàn)的分離技術(shù)。

    膜分離技術(shù)通常使用超濾/微濾全部或部分代替澄清、過(guò)濾、活性炭吸附和殺菌過(guò)程,以反滲透代替蒸發(fā)、納濾則能夠使?jié)饪s與脫鹽過(guò)程同時(shí)進(jìn)行。和傳統(tǒng)分離技術(shù)相比,膜分離技術(shù)具有如下明顯的優(yōu)點(diǎn):1)物理方法,無(wú)相變,無(wú)化學(xué)反應(yīng);2)膜分離過(guò)程在常溫下操作,能耗??;3)無(wú)須加入其他化學(xué)物質(zhì),節(jié)能原材料;4)分離效率高,操作方便,占地面積??;5)廢液排放少,環(huán)境污染??;6)出水水質(zhì)穩(wěn)定,設(shè)備維護(hù)簡(jiǎn)單。

    膜分離技術(shù)是一種新型的分離技術(shù),主要是基于分子量級(jí)別的精細(xì)分離技術(shù)。可以根據(jù)目標(biāo)物質(zhì)分子量不同而實(shí)現(xiàn)分離,精度可以達(dá)到納米級(jí)別,適用于產(chǎn)品的精制和深加工,但由于對(duì)物料預(yù)處理要求較高,一般需要與傳統(tǒng)過(guò)濾技術(shù)結(jié)合使用,對(duì)膜材質(zhì)和構(gòu)型選擇要求更為專業(yè)化。膜分離技術(shù)的基本原理為料液經(jīng)壓力驅(qū)動(dòng)通過(guò)親水多微孔表面,大于膜孔徑的物質(zhì)被膜截留形成截留液,而小于膜孔徑的物質(zhì)透過(guò)膜形成透析液。

膜分離技術(shù)示意圖

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    由于經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展和環(huán)境污染日益嚴(yán)重,突出的能源消耗問(wèn)題、水稀缺和水污染問(wèn)題逐漸威脅到經(jīng)濟(jì)和社會(huì)安全,同時(shí)隨著全社會(huì)日益重視可持續(xù)發(fā)展和清潔生產(chǎn),膜分離技術(shù)在多個(gè)領(lǐng)域有廣泛的應(yīng)用。

膜分離技術(shù)應(yīng)用領(lǐng)域

行業(yè)
具體應(yīng)用
工業(yè)
制藥
抗生素、維生素、有機(jī)酸的純化與濃縮
抗生素、維生素、有機(jī)酸等發(fā)酵液的澄清除菌過(guò)濾
抗生素、維生素、有機(jī)酸等發(fā)酵液的蛋白剔除
半合成抗生素的脫鹽濃縮
生物化工
廢水處理
氨基酸發(fā)酵液的澄清除菌過(guò)濾
氨基酸產(chǎn)品的純化與濃縮
動(dòng)物血漿、血清的濃縮精制
功能糖的除雜、脫鹽與濃縮
食品飲料
植物提取物、茶飲料的除雜濃縮
乳清、奶酶及其他乳品的澄清、脫鹽與濃縮
葡萄糖的澄清、脫鹽與提純
化工/有色
染料的脫鹽、純化、濃縮和回收
甘油/苯/染料活性劑等有機(jī)化工原料的回收
染料、油漆、含油廢水的處理
中水回用
鹽湖提鋰
石化
中水回用
廢水處理
電力
火力發(fā)電廠鍋爐補(bǔ)給水的制備、廢水處理
中水回用
電子
純水和超純水制備
中水回用
市政
市政污水處理
城市供水處理
海水淡化
垃圾滲濾液的濃縮處理
民用
飲用水的制備
凈水機(jī)的生產(chǎn)

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    在國(guó)家的支持和引導(dǎo)下膜產(chǎn)業(yè)將快速發(fā)展,膜技術(shù)在水處理領(lǐng)域的使用率不斷上升。目前在水處理領(lǐng)域應(yīng)用的膜技術(shù)主要有微濾(MF)、超濾(UF)、納濾(NF)、反滲透(RO)及其這些技術(shù)的衍生技術(shù)如膜生物反應(yīng)器(MBR)、連續(xù)膜過(guò)濾(CMF)、雙膜法等。隨著膜法水處理應(yīng)用技術(shù)水平不斷提高,系列化應(yīng)用工藝逐步成熟,系統(tǒng)的高可靠性以及出水水質(zhì)好,總體投資與運(yùn)營(yíng)費(fèi)用相對(duì)下降,尤其是隨著我國(guó)對(duì)水資源保護(hù)的日益重視,膜法水處理技術(shù)受到國(guó)家大力推廣。

    應(yīng)用于水處理領(lǐng)域的膜技術(shù)比較分析

膜的種類
過(guò)濾效果及其應(yīng)用領(lǐng)域
技術(shù)特點(diǎn)
不足之處
微濾(MF)
從氣相和液相中截留微粒、細(xì)菌及其他污染物,以達(dá)到凈化、分離、濃縮的目的;能對(duì)大直徑的菌體、懸浮固體等進(jìn)行分離,可作為一般料液的澄清、保安過(guò)濾、空氣除菌。主要應(yīng)用于污水、廢水處理以及工業(yè)特種分離領(lǐng)域。
操作簡(jiǎn)便、通水量大、工作壓力低、制水率高
有機(jī)污染物的分離效果較差
超濾(UF)
截留大分子有機(jī)物(如蛋白質(zhì)、細(xì)菌)、膠體、懸浮固體等,廣泛應(yīng)用于料液的澄清、大分子有機(jī)物的分離純化、污水、廢水處理及回用、給水凈化、海水淡化預(yù)處理等領(lǐng)域。
與微濾技術(shù)相似
與微濾技術(shù)相似
納濾(NF)
基于孔徑篩分的、其孔徑分布介于0.1~10nm之間的膜過(guò)濾材料,廣泛應(yīng)用于料液濃縮、產(chǎn)品精制、水質(zhì)凈化等領(lǐng)域。
可對(duì)原水進(jìn)行部分脫鹽和軟化,生產(chǎn)優(yōu)質(zhì)飲用水
常需預(yù)處理,工作壓力較高
反滲透(RO)
可截留幾乎所有的離子、有機(jī)物,對(duì)氯化鈉的截留率在98%以上,出水為無(wú)離子水。能夠去除可溶性的金屬鹽、有機(jī)物、細(xì)菌、膠體粒子、熱原物質(zhì),主要應(yīng)用于純凈水、軟化水、無(wú)離子水、海水淡化、產(chǎn)品濃縮等方面。
幾乎可去除水中一切雜質(zhì),包括懸浮物、膠體、有機(jī)物、鹽、微生物等
工作壓力高,制水率低,能耗大

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    二、膜分離技術(shù)市場(chǎng)現(xiàn)狀

    在膜的總銷售中,50%以上的市場(chǎng)被反滲透膜(RO)與納濾膜(NF)占據(jù),超濾(UF)、微濾(MF)與電滲析各占10%,剩下20%被氣體分離膜、無(wú)機(jī)陶瓷膜、透氣膜及其他類型所占據(jù)。

    中國(guó)膜產(chǎn)品市場(chǎng)銷售占比統(tǒng)計(jì)情況

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    考慮到膜材料產(chǎn)業(yè)的主要應(yīng)用場(chǎng)景包括工業(yè)料液分離、廢水處理及回用、污水處理、給水凈化、海水淡化(含苦咸水淡化)等場(chǎng)景,屬于未來(lái)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的朝陽(yáng)產(chǎn)業(yè),仍將顯著快于GDP增速,當(dāng)環(huán)保投入占到GDP的比重達(dá)到3%以上時(shí),環(huán)境質(zhì)量才能得到實(shí)質(zhì)改善。智研咨詢發(fā)布的《2020-2026年中國(guó)分離薄膜行業(yè)市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)態(tài)勢(shì)及發(fā)展趨向分析報(bào)告》數(shù)據(jù)顯示:假設(shè)2019-2025年中國(guó)膜產(chǎn)業(yè)的增速依次為11.00%/10.90%/10.80%,預(yù)計(jì)到2025年時(shí)將達(dá)到3853.15億元,2019-2025年均復(fù)合增速為25.42%。

中國(guó)膜產(chǎn)業(yè)整體增速預(yù)測(cè)(億元)

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國(guó)際部分代表性膜公司

國(guó)別
覆蓋面/優(yōu)勢(shì)
陶氏杜邦公司
美國(guó)
覆蓋面較廣
科氏濾膜系統(tǒng)有限公司
美國(guó)
覆蓋面較廣
空氣化工產(chǎn)品有限公司
美國(guó)
偏向氣體分離膜
日東電工株式會(huì)社
日本
覆蓋面較廣
東麗株式會(huì)社
日本
覆蓋面較廣
宇部興產(chǎn)株式會(huì)社
日本
偏向氣體分離膜

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    目前,我國(guó)已成為全球反滲透膜最重要的生產(chǎn)國(guó)家之一,產(chǎn)量占比約為18.98%,僅次于美國(guó)。我國(guó)也是最大的反滲透膜消費(fèi)國(guó)家,消費(fèi)量占全球反滲透膜消費(fèi)量的比例為25.99%,2018年我國(guó)反滲透膜市場(chǎng)規(guī)模超過(guò)930億元。

    全球反滲透膜產(chǎn)量分布情況

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    2010-2018年我國(guó)反滲透膜市場(chǎng)規(guī)模

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    三、膜分離技術(shù)行業(yè)壁壘

    1、技術(shù)壁壘

    以膜分離技術(shù)為基礎(chǔ)的膜分離系統(tǒng)集成裝置的設(shè)計(jì)和生產(chǎn)涉及材料科學(xué)、分離工程、過(guò)程工藝、環(huán)境科學(xué)、下游應(yīng)用行業(yè)生產(chǎn)工藝等諸多專業(yè)領(lǐng)域,屬于技術(shù)密集型產(chǎn)品。為滿足應(yīng)用領(lǐng)域多元化、工藝條件多樣化、運(yùn)營(yíng)服務(wù)專業(yè)化的要求以及保證整體解決方案穩(wěn)定運(yùn)行的需要,膜分離技術(shù)應(yīng)用企業(yè)需全面掌握下游應(yīng)用行業(yè)的生產(chǎn)工藝、各式膜材料、膜元件的性能和膜分離技術(shù)應(yīng)用工藝設(shè)計(jì)等各個(gè)環(huán)節(jié)的關(guān)鍵核心技術(shù),并具備較強(qiáng)的系統(tǒng)集成和運(yùn)營(yíng)服務(wù)能力。由于前述關(guān)鍵核心技術(shù)、系統(tǒng)集成和運(yùn)營(yíng)服務(wù)能力均需要企業(yè)經(jīng)過(guò)長(zhǎng)期實(shí)踐與研究的積累方可掌握,且涉及多項(xiàng)專利及非專利技術(shù),存在較高的技術(shù)壁壘。

    2、業(yè)績(jī)與經(jīng)驗(yàn)壁壘

    紡織印染、化纖、生物制藥等行業(yè)的客戶對(duì)膜分離系統(tǒng)集成裝置的穩(wěn)定性要求較高,較為關(guān)注膜元件、膜組件供應(yīng)商的質(zhì)量與解決方案提供商實(shí)施項(xiàng)目的經(jīng)驗(yàn)與業(yè)績(jī),有著較強(qiáng)的“先入為主”的競(jìng)爭(zhēng)特點(diǎn)。膜原件、膜組件供應(yīng)商與解決方案提供商以往實(shí)施項(xiàng)目的好壞將直接影響其將來(lái)獲得新客戶的能力。因此,是否具有相同或相似類型項(xiàng)目的實(shí)施經(jīng)驗(yàn)構(gòu)成了膜分離行業(yè)的重要壁壘之一。

    3、人才壁壘

    膜分離行業(yè)屬于知識(shí)和技術(shù)密集型行業(yè)。吸引并穩(wěn)定經(jīng)驗(yàn)豐富、高素質(zhì)的研究、開(kāi)發(fā)、銷售人才和管理團(tuán)隊(duì)是該行業(yè)內(nèi)企業(yè)經(jīng)營(yíng)成功的關(guān)鍵因素。在膜分離技術(shù)應(yīng)用整體解決方案的提供過(guò)程中,從設(shè)計(jì)到施工的各個(gè)環(huán)節(jié)均會(huì)涉及到諸多領(lǐng)域的專業(yè)知識(shí)和技術(shù),企業(yè)很難在較短的時(shí)間內(nèi)形成一支完整的研發(fā)、銷售、設(shè)計(jì)、施工隊(duì)伍,因此,膜分離行業(yè)的人才壁壘較高。

    4、資金壁壘

    由于膜分離行業(yè)知識(shí)、技術(shù)密集程度較高,其技術(shù)和工藝開(kāi)發(fā)需要企業(yè)持續(xù)進(jìn)行研發(fā)方面投入;同時(shí),由于企業(yè)在解決方案投標(biāo)過(guò)程中需提供一定比例的投標(biāo)保證金,在項(xiàng)目實(shí)施過(guò)程中需要提供一定的履約保函保證金,有時(shí)還需為客戶墊付一定的設(shè)備采購(gòu)資金,因此,膜分離行業(yè)具有一定的資金壁壘。 

本文采編:CY353
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