反渗透纯水技术的现状、发展与研究1 [摘要]本文回顾了国内反渗透纯水设备及其应用领域8年来的光辉发展历程；评 述了行业中产品及企业的发展；在反渗透工程技术研究方面，提出了一套系统设 计与运行的总体优化模式[关键字]RO膜工业、RO膜技术、RO系统设计Present Situation、Development ang Researchof The Reverse Osmosis Technology(Jing Dawei Tianjin Urban Construction Institute，Tianjin 300384 )(Song Jing TIANCI.,LTD Tiangjin 300240 )[Abstract] The radiancemillipore sdi developing course of the RO pure waterequipmentindustry&itsapplicationfieldduringthepassedeight years is looked back The future of the industry including products and companies is looked forwardo In the RO system research field, an optimizing model is offered for the RO system design & operation。
[Key words] RO membrane industry、RO membrane technology、RO system design一、反渗透技术领域的历史与现状⑴ 纯水制备行业 以八年前美国海德能公司的反渗透膜产品进入大陆市场为标志，国内的反渗透纯 水制备工艺技术进入了高速发展阶段，在电力、石油、化工、冶金、电子、医药、 食品等工业行业以及市政给水、直饮水等民用方面均得到了广泛的应用与传统 的离子交换、电渗析方法相比，反渗透膜法占领了纯水制备工艺的绝大部分市场 份额反渗透技术在国内最早应用于微电子行业中冲洗用水的制取，而近年来直 饮水的反渗透工艺所形成的技术与消费浪潮，从南到北自东至西席卷全国，极大 的促进了 RO技术的普及近年来我国汇率稳定，关税下调，国外膜厂商在国内市场上激烈的价格竞争，国 内代理商价格水分的不断挤出，配套产品的逐步国产化，均促使膜及其配套产品 的市场价格及反渗透系统的工程造价一再下降与此同时，我整体国力及企业购 买力增强，个人消费水平提高，从另一方面促进了反渗透技术的广泛普及，促进 了直饮水、市政供水及各工业行业先后接受了反渗透技术及其产品，形成了各自 行业技术进步的重要环节。
进而对国内整体工业进步起到了一定的促进作用⑵ 反渗透膜产品 就反渗透膜的结构形式而言，中空膜、管式膜、板式膜的市场相对狭窄，致使美 国杜邦公司(Du Pont)已经停止其中空膜的生产，日本东洋纺(Toyobo)的中空膜 在国内的销量也极其有限，而因卷式膜的预处理要求低、处理水源范围宽、应用 范围广泛、市场巨大，使卷式膜几成反渗透膜的代名词在膜材料方面，由于醋 酸纤维膜的工作压力高、脱盐率低等缺陷，已基本退出市场，低压与超低压芳香 聚酰胺复合膜已成为市场的绝对主流而膜产品的发展动向，是朝着低污染膜、 正电荷膜、钠滤膜等多品种多用途方向发展海德能公司的低污染膜(LFC1、LFC3系列)具有较强的化学抗污染性能，是在 原有的聚酰胺复合膜上再复合一层抗污染材料，使原来带负电荷的膜表面呈电中 性，同时提高其亲水性，从而有效提高了膜的抗有机物污染能力陶氏化学公司 的低污染膜(BW30-FR系列)具有较强的物理抗污染性能millipore sdi,它提 高膜表面的光滑度，加大膜元件进水隔网层厚度，使膜表面的紊流减小、流速加 快,从而有效提高了膜的抗微生物污染能力在地表水、中水、污水处理及其它 溶液的浓缩、提纯处理等方面，低污染膜具有独特功效，自98年进入国内市场 以来日益受到重视，普及速度很快。
近年来出现的正电荷膜的膜表面带有正电荷， 可更有效的去除阳离子，用于第二级反渗透时，可有效提高全系统的脱盐率，使 之达到1 mS / cm以下电导率的系统产水水质要求纳滤膜在严格意义上不属于 反渗透膜范畴，其膜材料品种繁多不仅限于芳香聚酰胺，膜的质量考核可以是病 毒、细菌、胺氮、BOD等多种指标而不仅限于低脱盐率，因此纳滤膜的用途十分 广泛，有待大力开发⑶ 反渗透膜市场在RO膜产品市场方面，美国海德能公司(Hydranautics / Nitto Denko)与美国 陶氏化学公司(Dow Chemical / Film tec)的膜产品占据了目前国内市场约80%, 其余国外膜厂商，如美国 Koch / Fluid System、Osmonics / Desal、Trisep、 韩国世韩(csm / Saehan)、日本东丽(Toray)等公司共占据了约20%的市场这 一状况表明，具有大规模生产能力的国际卷式膜厂商无一例外地登陆了国内市 场，并占有一席之地国内从60年代开始研制RO膜(中空、卷式)，当时的技 术发展几与世界水平同步随后若干年中，国内水平逐步落后于国际水平，自 80年代开始引进国外膜生产线。
目前以葫芦岛玉柴北方膜工业有限公司为代表， 尚有4〜5家企业具有一定生产能力，但在国内膜市场中的占有率不足2 %各类卷式膜的国内销售额自1996至2001millipore sdi年约分别为200、500、 800、1000、1500、2500万美元，2002年的销售额估计为3000万美元全球RO 膜销售额2001年约为5亿美元，排除地区价差与品种价差，国内膜销售数量约 为全球销售数量的10 %2001年海德能公司率先在上海(松江)投资建厂生产 卷式膜，产品已于2002年5月投入国内市场相信其它国外膜厂商也将陆续在 国内建厂国内一些新兴的膜生产企业也正在杭州、贵阳等地加紧建厂，其产品 不久将面市届时国内膜市场将进一步扩大，竞争也将更加剧烈，而国内膜技术 的相关下游产业将是最大的收益者反渗透纯水技术的现状、发展与研究2⑷ 反渗透膜应用在RO膜的应用领域中，投产于80年代的美国YUMA水厂(处理运河水)，以其 28万吨的日处理水量仍保持在世界反渗透膜水处理工程规模之首海水淡化是 反渗透技术应用的重要领域之一，在全球范围内生产规模超过10万吨/每天的三 项最大的海水淡化工程分别建于阿联酋、沙特与西班牙，其中2002年刚投入运 行的阿联酋Fujairah水厂的处理能力高达14万吨/每天。
据不完全统计，目前 全世界用反渗透技术生产的纯水超过1,200万吨/每天相比之下，我国的生产 总量及单项工程规模虽属初级水平但发展速度很快，市场潜力巨大据保守估 计，目前国millipore sdi内工业用产水量超过100m3/每小时的反渗透系统已 超过200套已建成的最大工程是沧州化工厂750m3/每小时的14,000ppm亚海 水淡化工程，使用的是玉柴北方膜公司生产的国产膜 2002年在建的最大工程 是上海宝山钢厂与太原钢厂的两套 2,000m3/hr 级轧钢用水系统电力行业的最 大项目是烟台与大连的100m3/每小时电厂用水工程桶装、瓶装水反渗透生产 线产水量超过500m3/每天的已有十几套，最大的为1,000m3/每天预计近两年 内将在山东、大连出现日产万吨的饮用水生产系统由于经济与地理等因素的影 响，反渗透工程项目在山东省与大连地区较为集中随着我国北方地区干旱化的 加剧及工业、民用对水量、水质要求的不断提高，膜法海水淡化必然从现在的船 用、岛用为主向工业、市政领域发展，市场的潜力巨大⑸ 反渗透配套产品与膜产品市场同步发展的是其配套产品市场ARGO的阻垢剂、GRUNDFOS与DP 的立式多级离心泵、 PROCON 与 NOCCHI 的叶片泵、 CODELINE 的膜压力容器、 AUTOTROL与FLACK的软水器多路阀、PARK与STRUCTURE的玻璃钢滤桶＞BLUEWHITE 与 KING 的面板式流量计等众多国外配套产品，曾一度独霸膜配套产品市场。
在 国内膜代理商及同类配套产品生产商的一致及不懈努力之下，上述膜配套产品逐 步实现着国产化目前产品质量基本过关，市场价格大幅下跌部分产品还销往 美国等产品原产地，为本行业的发展开辟了一个崭新的领域二、反渗透技术领域的发展⑴企业的发展 反渗透技术相关的纯水设备制造行业2001年度销售收入估计已达到80亿人民 币标志着反渗透设备制造与纯水制备行业成为国内高速持续发展行业的一员 在上海、北京、广州、深圳、天津、杭州、湖州、西安等地均涌现出一批以 RO 膜技术为中心的产品代理、设备制造、工程安装及配套产品生产的专业企业群这一行业经过近十年的高速发展，已开始步入平稳发展期，尽管营业额还在快速 增长，经营利润的增长已趋缓定目前全行业企业面临的一个基本问题是在作好 市场的同时，深入研究产品与技术，从集约化经营中寻求发展面对如此巨大且持续发展的膜产品市场面对入世压力、与外企国内建厂的严峻 形势，我国膜生产行业的技术与材料国产化的步伐缓慢玉柴集团收购北方膜工 业有限公司之举让业内人士看到了光明，但要真正形成科研能力需企业的超常努 力而欲达到一定分额的市场占有率，尚需国人如同对待配套产品那millipore sdi样给予足够的信任与热情。
对设备制造业而言，设备制造企业及其配件制造 厂商均缺乏有效的行业协会的组织协调，价格的无序竞争使行业的发展受到极大 的限制由于种种原因，业内企业除受到市场竞争的压力之外，还受到内部频繁 分化的威胁，难于形成具有国际竞争力的行业旗舰式企业而只有依靠旗舰式企 业，国内的大型工程才不致轻易落入外资大型企业囊中，才能大举进军国外 RO 水处理工程与产品市场此外，国内企业必然向韩国、台湾的企业界学习，把我们在国内市场中练就的经 营技能用到经济较为落后国家的市场中去将我们企业间拼死搏杀的战场转到外 线去，使开拓国内市场的辉煌在较落后国家重演而这一进程的速度快慢、成功 与否，在很大程度上决定于行业主干企业群的形成与发展⑵ 产品与市场的发展 纯水设备制造与配套产品制造行业近年内将形成两大发展趋势，其一是继续完成 产品的国产化，不断提高产品质量，在国内完善销售网络与销售机制，实现规模 化生产；其二是借入世之势将国产化产品大举推向国际市场小型叶片泵、软水 器多路阀及专用仪器仪表的国产化必然加速国内多家企业生产的4英寸有缝与 无缝不锈钢制膜压力容器、哈尔滨玻璃钢研究所的4、8英寸玻璃钢制膜压力容 器、无锡天河给排水设备厂与杭州南方特种泵厂的立式多级离心泵、西安复合材 料研究所的玻璃钢滤桶、北京超纶公司的精滤滤材等产品均已具备了进军国际市 场的技术水平。
国内技术普及率很高的中空纤维超滤膜，其产量巨大、价格低廉、 市场占有率极高，使国外产品望之却步；但其品种单一，缺乏高质高档产品该 情况如有改观，大举进入国际市场指日可待我们的产品走出国门不仅是相关企 业生存与发展的需要，而且被证明是完全可行的，重要的是我们的企业界应把目 光更多的放到国际市场上去美国、日本、欧洲市场上大陆产商品已比比皆是, 仅差膜配套产品的加盟三、反渗透工程技术的研究与系统优化设计⑴ 面临的问题与RO工程项目形成的波澜壮阔的浪潮相比，国内RO工程技术的研究相对薄弱与 滞后，存在着许多亟待解决的问题重要问题之一是要有国内知识产权的包括预 处理在内的RO系统设计软件，从而使关于RO应用技术的分散研究成果形成产品， 并直接服务于系统设计业内人事所关心的另一个重要问题是RO系统的设计与 运行优化对这样一个基本问题的深入分析与讨论，并用于工程设计与系统运行。