膜分離技術(shù)是一種以分離膜為核心，利用膜的選擇性透過來實(shí)現(xiàn)料液不同組分的分離、純化和濃縮的一門新興技術(shù)。與傳統(tǒng)分離技術(shù)相比，膜分離技術(shù)具有耗能低、無二次污染、操作簡單、分離效率高等特點(diǎn)，因此，膜分離技術(shù)廣泛應(yīng)用于水處理、食品、醫(yī)藥和石油化工等領(lǐng)域。膜分離技術(shù)以分離過程分有微濾（MF）、超濾（UF）、納濾（NF）、反滲透（RO）和電滲析等。我國膜分離技術(shù)雖起步較晚，但現(xiàn)已初步建立了較完善的膜工業(yè)體系，年產(chǎn)值正以每年20%左右的增長率快速發(fā)展。
本文概述了膜分離技術(shù)的現(xiàn)狀，重點(diǎn)從膜分離技術(shù)相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的發(fā)布情況以及國家相關(guān)政策導(dǎo)向來分析國內(nèi)膜分離市場的現(xiàn)狀及發(fā)展?jié)摿Α?/p>
一、膜分離技術(shù)的現(xiàn)狀
01 | 膜材料研究
膜分離技術(shù)的核心是膜材料，近年來對(duì)于膜材料的研究主要在無機(jī)膜材料、有機(jī)高分子膜材料、復(fù)合膜材料與膜材料的改性等方面，其中復(fù)合膜材料與膜材料的改性是當(dāng)前膜材料研究的熱點(diǎn)。多種膜材料的復(fù)合不僅克服了單一膜材料本身的缺點(diǎn)，還能將各自的優(yōu)點(diǎn)結(jié)合，提高分離膜的過濾性能和抗污染能力。常見的復(fù)合膜包括有機(jī)-無機(jī)雜化復(fù)合膜、無機(jī)復(fù)合膜等。以NF膜為例，針對(duì)膜污染控制和膜選擇性透過的問題，對(duì)NF膜材料的研究從單一有機(jī)材料轉(zhuǎn)向有機(jī)材料與無機(jī)材料雜化。例如Song等將磷酸化殼聚糖（PCS）與氧化石墨烯（GO）結(jié)合，發(fā)現(xiàn)GO-PCS復(fù)合膜不僅改善了NF膜存在的問題還提高了水通量和抗氯性。膜材料的改性也是分離膜材料另一個(gè)重要的研究方向，膜材料的改性可分為膜表面改性和膜材料本身的改性。膜表面的改性通常是將活性組分負(fù)載到膜表面，膜材料本身的改性是利用化學(xué)反應(yīng)使材料本身性質(zhì)或結(jié)構(gòu)發(fā)生改變，從而提高膜材料的性能。
例如He[等利用咪唑類離子液體改性聚酰胺復(fù)合膜，將AMIB分子固定在膜表面，制備出了高透水性、高抗菌性的納濾膜。Tong等對(duì)氧化石墨烯進(jìn)行磺化制備出新型的復(fù)合膜，磺化改性導(dǎo)致氧化石墨烯膜內(nèi)部層狀結(jié)構(gòu)不均勻，增大了低電阻水通道的自由體積，提高了機(jī)械強(qiáng)度和傳輸能力。
02 | 膜分離技術(shù)應(yīng)用
膜分離技術(shù)因其種類多、低能耗、效率高等特點(diǎn)，已廣泛應(yīng)用于海水淡化、污水處理以及食品、醫(yī)藥等眾多領(lǐng)域。反滲透（RO）技術(shù)操作簡單，脫鹽率可達(dá)到99.75%，極大地提高了海水淡化的效率。截至2017年，全國產(chǎn)水規(guī)模達(dá)到127.2萬t/d，預(yù)計(jì)2020年全國海水淡化總規(guī)模達(dá)到220萬t/d以上，海水淡化產(chǎn)業(yè)已成為我國海洋經(jīng)濟(jì)的重要部分。納濾（NF）膜分離小分子有機(jī)物和無機(jī)鹽的能力高，被廣泛應(yīng)用在污水處理和城市用水等領(lǐng)域。在食品處理領(lǐng)域，膜分離技術(shù)廣泛應(yīng)用在飲料加工工藝中，反滲透、納濾、超濾、電滲析的不同組合搭配，基本可以滿足飲料行業(yè)的不同分離、濃縮和純化需求，如An等研究了一種用于濃縮果汁的滲透膜蒸餾(FO-MD)工藝，使?jié)饪s的果汁幾乎沒有營養(yǎng)損失。在醫(yī)藥方面，膜分離技術(shù)主要應(yīng)用在制藥、血液透析等方面，但是，醫(yī)用新型膜材料我國仍靠大量進(jìn)口，其相關(guān)研究與國際水平還有較大距離。石油化工生產(chǎn)中，膜分離技術(shù)有效應(yīng)用在有機(jī)混合物的分離、燃油脫硫等工業(yè)過程，如Yang等對(duì)工PET/PTFE復(fù)合材料進(jìn)行了改造，實(shí)現(xiàn)了油滴有效收集和溢油的無損運(yùn)輸。膜分離技術(shù)很大程度上決定了石化行業(yè)的節(jié)能減排與清潔生產(chǎn)水平，膜分離技術(shù)的發(fā)展將會(huì)助推石化產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。
二、 膜分離相關(guān)產(chǎn)業(yè)政策
為促進(jìn)膜分離產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，我國陸續(xù)出臺(tái)了許多相關(guān)政策：2006年“十一五”規(guī)劃關(guān)于新材料產(chǎn)業(yè)中涉及分離膜的相關(guān)內(nèi)容有功能陶瓷膜、電池隔膜、醫(yī)用血液透析、海水淡化的反滲透膜與組件等；2010年出臺(tái)的《國務(wù)院關(guān)于加快培育和發(fā)展戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)的決定》，其中新材料與節(jié)能環(huán)保兩大新興產(chǎn)業(yè)都涉及到膜分離技術(shù)；2012年《新材料產(chǎn)業(yè)“十二五”發(fā)展規(guī)劃》明確將膜材料列為規(guī)劃內(nèi)容，并提出三大目標(biāo)：一是分離膜領(lǐng)域形成完備的、規(guī)模化的膜與膜組器的生產(chǎn)技術(shù)與能力；二是大力推進(jìn)膜技術(shù)的應(yīng)用推廣；三是加快建立膜產(chǎn)品的標(biāo)準(zhǔn)評(píng)價(jià)體系和評(píng)價(jià)中心從而規(guī)范膜市場；2016年“十三五”規(guī)劃中，發(fā)展重點(diǎn)是水處理用高通量納濾膜、高性能反滲透膜以及污水治理和海水淡化用特種膜；2019年《重點(diǎn)新材料首批次應(yīng)用示范指導(dǎo)目錄》與《產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整指導(dǎo)目錄（2019年）》的發(fā)布為分離膜市場帶來更多的發(fā)展契機(jī)。從“十一五”規(guī)劃到“十三五”規(guī)劃中，國家陸續(xù)出臺(tái)了較多與膜分離相關(guān)的政策，極大地促進(jìn)了膜分離技術(shù)在材料、能源和環(huán)保等領(lǐng)域的應(yīng)用與發(fā)展。
在“十三五”期間，國家陸續(xù)推出23個(gè)涉及分離膜的政策專項(xiàng)文件，包括17個(gè)政策文件和6個(gè)專項(xiàng)文件，具體內(nèi)容見表1、表2所列。涉及的領(lǐng)域包括科技創(chuàng)新、水處理、生態(tài)環(huán)境與節(jié)能減排4個(gè)領(lǐng)域，其中水處理的相關(guān)政策文件占比高達(dá)52%，可見我國膜分離技術(shù)的應(yīng)用重點(diǎn)在海水淡化和污水處理上。
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