上市新貴津膜科技:膜產品發展的思考

膜技術作為水處理行業的新興技術，在近幾十年來得到了長足的發展。津膜科技作為膜處理領域的上市新貴，自上市以來，增加技術研發投入，加大市場開拓力度，在激烈的市場競爭中保持自身的行業領先地位並持續創造佳績。在「2013（第七屆）環境技術論壇」上，天津膜天膜科技股份有限公司工程師王海濤站在膜廠商的角度，分享了對膜產品發展的思考，他指出，膜技術的快速發展一方面取決於膜分離技術的自身優勢，即有濃縮和分離的雙效性及操作簡單、無汙染的特點，另一方面取決於膜分離技術的支撐材料的優勢。

在談到膜材料的分類時，王海濤指出，膜材料分為有機高分子材料和無機材料，其中以前者佔主流，主要包括醋酸纖維素(CA)、聚醚碸(PES)、聚丙烯晴(PAN)、聚乙烯(PVC)、聚偏氟乙烯(PVDF)等。同時，他指出，PVDF具有耐熱性、化學穩定性、耐輻射性和良好的物理機械性能，同時具有高抗汙染性、耐酸鹼、抗氧化、單位膜面積水通量大、低壓運行等優點，目前已成為一類類性能優異的分離膜而被廣泛應用。

圖為 天津膜天膜科技股份有限公司工程師 王海濤

膜產品性能取決於哪些方面呢？

膜材料、制膜工藝及膜組件結構

膜材料的不同以及制膜工藝的不同將直接影響膜絲的產品性能，同時，膜組件的結構也在一定程度上決定了膜產品的性能，而膜產品的性能同時也決定了其適合應用的領域，王海濤指出，以中空纖維膜為例，由於其能夠自支撐，且膜絲在膜組件中的填充密度高，可進行反洗、氣洗等工藝操作，被廣泛應用於水處理行業。其中，超濾、微濾中空纖維膜組件由於其過濾精度的不同，被廣泛應用於市政汙水、供水、石油化工廢水處理及食品行業廢水的濃縮、提純和分離等。

有哪些膜紡絲工藝呢？

溶液紡絲法（NIPS）、熔融紡絲法（TIPS）和複合紡絲法

王海濤介紹了三種膜紡絲工藝，首先是溶液紡絲法，即溼法紡絲，是目前比較主流的紡絲工藝，常見的PVDF、PES、PVC均採用該工藝製成，代表的廠商有陶氏、西門子、諾瑞特、瑩格、津膜科技和立升。該法製成的膜具有疏鬆的支撐層和緻密的過濾層，從而膜阻力小、通量大，且因表面孔徑小，抗汙染性能較好；其缺點是縱向拉伸強度和徑向抗壓力較差，在工程環境惡劣狀況下容易出現斷線的情況，較適合用於浸沒式膜過濾；

其次是熔融紡絲法，即熱致相轉化膜方法，主要成膜材料是PVDF，主要代表的制膜廠商是旭化成。其優點是膜強度較高，同時也存在膜阻力較大、表面孔徑較大、抗汙染性能稍差的缺點，較為適用於壓力式膜過濾；

第三是複合紡絲法，它是一種異質塗覆的方法，以滌綸織物等材料為增強體進行的表面塗覆，塗覆材料是PVDF，代表常模有三菱、GE以及碧水源。由於支撐層存在，該法制膜的強度高，但也存在內外層剝離的風險，較適用於MBR工藝。

如何實現膜工藝的優化組合？

——同質增強型中空纖維膜

怎麼樣才能結合溶液紡絲法優異的分離性能和抗汙染性能以及熱致相分離法優異的力學性能呢？王海濤表示，目前津膜科技已研發成功了結合這兩種膜產品特點的同質增強型中空纖維膜。其具有採用熔融法紡制的多孔的支撐層，層賦予產品優異的力學性能；具有溼法紡制的分離層，賦予產品良好的截留精度與抗汙染能力，孔徑達0.03~0.05微米；同時，支撐層與分離層之間具有很好的界面結合層，可有效避免皮芯分離的問題。

膜廠商如何優化膜產品在工程中的應用？

從膜產品本身改進、優化膜產品結構、採用集成化膜單元、配套適合的輔助系統和運行工藝

王海濤指出，膜生產廠商不僅從膜產品本身對膜進行改進，同時，也通過優化膜產品的結構，從而使膜向大通量、低能耗、耐汙染方向發展。決定膜產品結構特性的因素主要包括組件的長度與直徑、進出水方式、膜絲在組件內的填充方式和密度以及膜組件內部的布水結構等。

膜廠商開發各種膜組件並將其應用於不同領域，王海濤介紹到，「每個膜產品不是以單一的形式應用於工程當中的，膜廠商會通過集成化的單元模式將膜產品應用到工程當中，集成化膜單元可以實現降低工程安裝難度、提高膜填充密度、減少佔地面積，同時，實現產能最高化，降低工程投資成本。」

另外，王海濤指出，單純的膜組件產品是不能在現有水處理工程中大規模應用的，其應該包含膜組件以及輔助系統和配套運行工藝，如：管路、泵、閥門、儀表、自動控制系統、機架等輔助系統。另外，合理的膜運行工藝也是實現大規模應用的必須條件。目前，主流膜分離工藝包括連續膜過濾系統、浸沒式膜過濾系統等。

最後，王海濤總結到，優化膜產品在水處理過程中的應用效果主要有以下三個方面：一是研發新型的膜材料和制膜工藝，根據不同的使用條件開發不同過濾精度的膜產品，高強度、大通量以及耐汙染的膜絲是水處理過程的最終需求。二是優化膜組件結構，充分發揮膜絲的過濾性能，合理、高集成化的膜單元將有利於降低投資成本。三是根據使用條件的不同，配套適合的膜組件運行工藝，保證膜產品的高效、穩定運行，實現運營成本投入的最低化以及高標準的產品水質。

編輯：朱麗娜