膜技術(shù)作為水處理行業(yè)的新興技術(shù)，在近幾十年來得到了長(zhǎng)足的發(fā)展。津膜科技作為膜處理領(lǐng)域的上市新貴，自上市以來，增加技術(shù)研發(fā)投入，加大市場(chǎng)開拓力度，在激烈的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)中保持自身的行業(yè)領(lǐng)先地位并持續(xù)創(chuàng)造佳績(jī)。在“2013（第七屆）環(huán)境技術(shù)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(duì)膜產(chǎn)品發(fā)展的思考，他指出，膜技術(shù)的快速發(fā)展一方面取決于膜分離技術(shù)的自身優(yōu)勢(shì)，即有濃縮和分離的雙效性及操作簡(jiǎn)單、無污染的特點(diǎn)，另一方面取決于膜分離技術(shù)的支撐材料的優(yōu)勢(shì)。

在談到膜材料的分類時(shí)，王海濤指出，膜材料分為有機(jī)高分子材料和無機(jī)材料，其中以前者占主流，主要包括醋酸纖維素(CA)、聚醚砜(PES)、聚丙烯晴(PAN)、聚乙烯(PVC)、聚偏氟乙烯(PVDF)等。同時(shí)，他指出，PVDF具有耐熱性、化學(xué)穩(wěn)定性、耐輻射性和良好的物理機(jī)械性能，同時(shí)具有高抗污染性、耐酸堿、抗氧化、單位膜面積水通量大、低壓運(yùn)行等優(yōu)點(diǎn)，目前已成為一類類性能優(yōu)異的分離膜而被廣泛應(yīng)用。

圖為 天津膜天膜科技股份有限公司工程師 王海濤

膜產(chǎn)品性能取決于哪些方面呢？

膜材料、制膜工藝及膜組件結(jié)構(gòu)

膜材料的不同以及制膜工藝的不同將直接影響膜絲的產(chǎn)品性能，同時(shí)，膜組件的結(jié)構(gòu)也在一定程度上決定了膜產(chǎn)品的性能，而膜產(chǎn)品的性能同時(shí)也決定了其適合應(yīng)用的領(lǐng)域，王海濤指出，以中空纖維膜為例，由于其能夠自支撐，且膜絲在膜組件中的填充密度高，可進(jìn)行反洗、氣洗等工藝操作，被廣泛應(yīng)用于水處理行業(yè)。其中，超濾、微濾中空纖維膜組件由于其過濾精度的不同，被廣泛應(yīng)用于市政污水、供水、石油化工廢水處理及食品行業(yè)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）和復(fù)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，即濕法紡絲，是目前比較主流的紡絲工藝，常見的PVDF、PES、PVC均采用該工藝制成，代表的廠商有陶氏、西門子、諾瑞特、瑩格、津膜科技和立升。該法制成的膜具有疏松的支撐層和致密的過濾層，從而膜阻力小、通量大，且因表面孔徑小，抗污染性能較好；其缺點(diǎn)是縱向拉伸強(qiáng)度和徑向抗壓力較差，在工程環(huán)境惡劣狀況下容易出現(xiàn)斷線的情況，較適合用于浸沒式膜過濾；

其次是熔融紡絲法，即熱致相轉(zhuǎn)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(yōu)點(diǎn)是膜強(qiáng)度較高，同時(shí)也存在膜阻力較大、表面孔徑較大、抗污染性能稍差的缺點(diǎn)，較為適用于壓力式膜過濾；

第三是復(fù)合紡絲法，它是一種異質(zhì)涂覆的方法，以滌綸織物等材料為增強(qiáng)體進(jìn)行的表面涂覆，涂覆材料是PVDF，代表常模有三菱、GE以及碧水源。由于支撐層存在，該法制膜的強(qiáng)度高，但也存在內(nèi)外層剝離的風(fēng)險(xiǎn)，較適用于MBR工藝。

如何實(shí)現(xiàn)膜工藝的優(yōu)化組合？

——同質(zhì)增強(qiáng)型中空纖維膜

怎么樣才能結(jié)合溶液紡絲法優(yōu)異的分離性能和抗污染性能以及熱致相分離法優(yōu)異的力學(xué)性能呢？王海濤表示，目前津膜科技已研發(fā)成功了結(jié)合這兩種膜產(chǎn)品特點(diǎn)的同質(zhì)增強(qiáng)型中空纖維膜。其具有采用熔融法紡制的多孔的支撐層，層賦予產(chǎn)品優(yōu)異的力學(xué)性能；具有濕法紡制的分離層，賦予產(chǎn)品良好的截留精度與抗污染能力，孔徑達(dá)0.03~0.05微米；同時(shí)，支撐層與分離層之間具有很好的界面結(jié)合層，可有效避免皮芯分離的問題。

膜廠商如何優(yōu)化膜產(chǎn)品在工程中的應(yīng)用？

從膜產(chǎn)品本身改進(jìn)、優(yōu)化膜產(chǎn)品結(jié)構(gòu)、采用集成化膜單元、配套適合的輔助系統(tǒng)和運(yùn)行工藝

王海濤指出，膜生產(chǎn)廠商不僅從膜產(chǎn)品本身對(duì)膜進(jìn)行改進(jìn)，同時(shí)，也通過優(yōu)化膜產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)，從而使膜向大通量、低能耗、耐污染方向發(fā)展。決定膜產(chǎn)品結(jié)構(gòu)特性的因素主要包括組件的長(zhǎng)度與直徑、進(jìn)出水方式、膜絲在組件內(nèi)的填充方式和密度以及膜組件內(nèi)部的布水結(jié)構(gòu)等。

膜廠商開發(fā)各種膜組件并將其應(yīng)用于不同領(lǐng)域，王海濤介紹到，“每個(gè)膜產(chǎn)品不是以單一的形式應(yīng)用于工程當(dāng)中的，膜廠商會(huì)通過集成化的單元模式將膜產(chǎn)品應(yīng)用到工程當(dāng)中，集成化膜單元可以實(shí)現(xiàn)降低工程安裝難度、提高膜填充密度、減少占地面積，同時(shí)，實(shí)現(xiàn)產(chǎn)能最高化，降低工程投資成本?！?/p>

另外，王海濤指出，單純的膜組件產(chǎn)品是不能在現(xiàn)有水處理工程中大規(guī)模應(yīng)用的，其應(yīng)該包含膜組件以及輔助系統(tǒng)和配套運(yùn)行工藝，如：管路、泵、閥門、儀表、自動(dòng)控制系統(tǒng)、機(jī)架等輔助系統(tǒng)。另外，合理的膜運(yùn)行工藝也是實(shí)現(xiàn)大規(guī)模應(yīng)用的必須條件。目前，主流膜分離工藝包括連續(xù)膜過濾系統(tǒng)、浸沒式膜過濾系統(tǒng)等。

最后，王海濤總結(jié)到，優(yōu)化膜產(chǎn)品在水處理過程中的應(yīng)用效果主要有以下三個(gè)方面：一是研發(fā)新型的膜材料和制膜工藝，根據(jù)不同的使用條件開發(fā)不同過濾精度的膜產(chǎn)品，高強(qiáng)度、大通量以及耐污染的膜絲是水處理過程的最終需求。二是優(yōu)化膜組件結(jié)構(gòu)，充分發(fā)揮膜絲的過濾性能，合理、高集成化的膜單元將有利于降低投資成本。三是根據(jù)使用條件的不同，配套適合的膜組件運(yùn)行工藝，保證膜產(chǎn)品的高效、穩(wěn)定運(yùn)行，實(shí)現(xiàn)運(yùn)營(yíng)成本投入的最低化以及高標(biāo)準(zhǔn)的產(chǎn)品水質(zhì)。

編輯：朱麗娜