“新一代陶瓷膜技术”会是膜技术领域的一个创新突破口吗？

2021-12-06 14:17:15来源：中国水网关键词：陶瓷膜技术污水处理阅读量：12973

导读：近日，颇尔集团联合清华大学等多方部门起草推出《水处理用管式陶瓷超滤膜组件团体标准》。“新一代陶瓷膜技术”或成下一个突破口？

　　近年来，我国一直把生态环境保护作为政府工作的重点。经过长期努力，生态环境保护和建设取得了较大成就，但仍面临一系列问题和挑战。2021年是“十四五”的开局之年，亦是中国开启“碳中和”的元年，要求“十四五”期间深入打好污染防治攻坚战，建立健全环境治理体系，推进精准、科学、依法、系统治污，协同推进减污降碳工作。由此可见，在未来几年，我国将深入开展污染防治工作，坚持源头防治、综合施策，以进一步解决环境污染问题，改善生态环境，实现绿色和低碳的可持续发展。

　　这样的背景下，国家对环境治理的效果要求越来越高，相对地，行业内相关标准也逐步提高。随之而来的是治理手段及技术的不断突破和创新。这其中，膜技术得到了不断的发展和突破。中国膜行业经过50余年的发展，逐渐走向成熟。在解决水资源短缺、大气与水环境污染、发展新能源产业方面，特别是通过流程工业再造，提高能源、资源利用率，降低环境污染物排放方面，膜行业发挥出了不可替代的支撑作用。在多年的探索实践中，膜技术也在不断修补新问题，解决新挑战，实现突破和创新。

　　膜法水处理技术迎发展机遇，但局限依然存在

　　当前我国面对的环保问题体现在大气污染、水污染、土壤污染等方面，其中水污染治理是“十四五”污染攻坚战的一个重要组成部分，主要包括流域水污染防治、黑臭水体治理、城市和农村污水提标处理、饮用水水源提标改造等多个方面，涉及钢铁、石化、化工、电力等工业领域和城镇污水、自来水等市政领域。这些领域突出环境难题的出现，也成为膜技术重点发挥所长的关键。

　　如工业污水处理方面，随着工业化进程的不断加快，部分城市工业水资源的紧缺和工业污水排放污染环境的问题日益凸显。今年年初《关于推进污水资源化利用的指导意见》的发布，要求积极推动工业废水资源化利用，对工业废水的排放标准和处理技术有了更为严格的要求。

　　城镇污水处理方面，目前存在发展不平衡不充分问题，短板弱项依然突出。特别是污水管网建设改造滞后、污水资源化利用水平偏低、污泥无害化处置不规范，设施可持续运维能力不强等问题，与实现高质量发展还存在差距。正如上文提到的污水资源化政策，也推动了城镇污水的稳定达标排放和处理技术的提升。

　　又如在市政饮用水处理方面，目前饮用水的安全形势仍十分严峻，人们越来越关注饮用水的安全与品质。我国各项饮用水水质指标日趋严格，生活饮用水卫生标准颁布了7次(含重大修订)，从16项指标增加到35项，继而增加至106项，传统饮用水处理工艺无法满足时代要求和需求。

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　　在解决以上水务行业存在的痛点和难题时，传统水处理技术仍存在占地面积大、处理成本高、处理能耗高、处理效果不达标等问题，因此，行业内一直在探索能够有效解决水短缺和水污染难题更为可靠的路径。近些年来，膜法水处理技术由于其出水水质稳定、占地面积小、操作便捷、操作成本逐渐降低的特点，在行业中得到了广泛的应用，未来拥有较为广阔的应用场景。

　　虽然膜处理技术在水处理中有较好的表现，但仍存在一些问题有待解决，其中较为明显的是膜污染和膜寿命问题。由于污水通常水质较为复杂，污染物浓度较高，长时间运行后膜截留的污染物易对膜本身造成污染，并且容易堵塞膜孔，造成膜处理效率降低、效果变差，需不定时停机清洗，影响水处理系统的稳定运行。另外，清洗污染所需药剂进一步提高了运行成本，且产生的清洗废水会造成二次污染问题。由于膜多数为有机材料制备而成，其寿命相对较短，反复清洗后易造成膜寿命衰减，从而进一步提高系统换膜成本，同时更换的旧膜处理处置较难，易对环境造成二次污染。

　　面对这些问题，关于膜处理技术的创新和突破依然有必要，同时也正在如火如荼地进行中。

　　“新一代陶瓷膜技术”会是一个突破口吗?

　　近日，颇尔集团联合清华大学、北京林业大学、北京首创生态环保集团股份有限公司、清华苏州环境创新研究院、北京市市政工程设计研究总院有限公司、上海市政工程设计研究总院(集团)有限公司、中国市政工程中南设计研究总院有限公司等高校、设计院和环保企业共同起草推出《水处理用管式陶瓷超滤膜组件团体标准》(T/CAMIE 11—2021)(以下简称“《团标》”)。

　　大直径一体式蜂窝状结构的陶瓷超滤作为新一代水处理技术，成为水务市场上一颗亮丽的“新星”。CUFSep™大直径一体式陶瓷膜超滤，其直径高达180mm，2.5mm细流道设计，大大提高了单支膜的有效过滤面积，相对于传统的小直径管式陶瓷膜，有效降低其初次投资成本和占地面积，使其更适用于水处理应用。同时陶瓷材料的强化学稳定性，高表面亲水性，使得大直径一体式陶瓷膜超滤相对于传统有机膜，具有通量更高，不易污堵以及长期使用通量不易衰减的特性，解决了有机膜的污堵，断丝，以及清洗后通量不易恢复的问题。

　　对于陶瓷超滤膜的应用推广，目前行业内尚未有统一的标准对其结构、性能及测试方法进行规范描述。《团标》的推出，为国内进一步推广陶瓷膜技术在水处理中的应用奠定了基础，提供了基础指导建议和参考，将推动未来出现更多陶瓷膜新技术、新工艺的突破和标杆项目，推动膜法水处理技术节能减排发展。