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最新国内涂料市场发展趋势分析.doc 12页
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2012年国内涂料市场发展趋势分析（最新）
面对新的市场经济环境，2012年是困难重重和充满挑战的一年，越来越多的企业已经感受到内外部环境带来的压力，不少企业选择加快扩张的步伐，或积极向二、三级城市转移，或延伸产品线，以提升市场销售。尽管涂料市场竞争日趋激烈，各涂料企业仍表示还有发展空间，有压力更有动力。
国家经济呈稳健增长态势
国内形势经济增速或将达9%能源价格可能上涨日前，摩根大通发布2011年中国经济预测报告。摩根大通指出，中国经济将在2011年全年呈现稳健增长势头。特别是全球经济增长同步恢复加速，将支持中国的出口行业。同时受劳动力市场改善和工资适当增加的支持，国内消费可能保持稳步上升趋势。
政府投资加速
尽管房地产和相关行业投资可能开始降温，但考虑到中央政府将努力实现保障型住房目标以及地方政府着手部署“十二五”规划的新项目，政府投资增长可能再次加速。
国家整体经济在增速发展，然而面对国家可能进行的各种宏观经济调控政策和突发的能源价格上涨问题，企业在对2012年宏观经济形势保持乐观的同时，也应积极应对和及时作出正确调整。
伴随城镇化建设的开展，以脏、乱、差为主要特征的传统建材店铺模式成为了二三级城市改造的重点。新的、大规模、标准化、统一运营、统一管理的新的建材市场相继诞生，为大品牌建材产品的进入和销售提供了物质和市场的基础。正是这种成熟的消费基础和市场基础，加上一级市场的竞争压力，二三级市场理所当然成为涂料品牌的必争之地。然而，共性是偶然的，差异是必然的。不同市场层级，不同消费群体，在消费行为和客观营销环境方面与一级市场差距甚大，我们不能以一级市场的眼光去看待二三级市场，更不能轻易的将一级市场的成功模式复制到二三级市场。
城镇化建设一直是社会发展的大方针，但真正进入高峰阶段是在2002年以后。无论是大城市，还是中小城市，都掀起了房地产建设、城镇化改造的高潮，商品房遍地林立，商品房销售持续火暴，农民进城成为一种时尚和追求。
在整个二三级市场，新富阶层在新一轮经济增长中不断涌现，他们具备有27simn钢管报价一级市场消费者的消费能力。追求的不再是价廉物美，而是潮流时尚。二三线市场必将是未来涂料产业的竞争的主战场。
虽然大品牌的涂料质量确实不错，但是大众应当知道，所谓大品牌是靠广告费堆出来的。羊毛出在羊身上，价格自然也上去了。
我国除了地下工厂只要是正规的生产厂家，都必须按国家标准生产涂料，或者有自己企业的标准进行生产，而且，如果国家标准是强制性的，企业标准不能低于国家标准，因此，现在市场上供应的涂料，都必须符合国家的环保标准。
农村市场新渠道模式有待开发
随着政府在经济工作会议上提出了加快城镇建设和节能下乡的要求，房地产行业也在积极开发二、三线城市建设，为涂料行业带来了更大的商机。行业人士都认为今年更多的市场机遇在农村市场。2010年已有大批涂料企业通过“木制品下乡”进军二、三级市场，甚至扩张到农村市场。
农村市场将呈现出前所未有的销售畅旺势头，然而面对这块大蛋糕，企业如何开拓新的渠道模式，赢取更大的市场份额，更值得企业好好研究。
消费市场年轻态个性化产品有待细分
宏观经济利好、市场需求强劲，只是行业向好的充分条件。实际上，即使最乐观的预测者也意识到，过去高速增幅已经一去不复返。涂料市场将从超高速增长回归正常增长区间，这个过程中，微机监控电机保护器企业必须在调整中再出发。
所谓再出发，也就是重新发现蓝海，开拓新的市场契机，迎合“80后”、“90后”的消费需求，推出更多年轻态产品成为企业的策略。正如一位老总所说，“现在装房的都是70后80后甚至90后，他们更追求个性化，作为企业要更加注重市场细分。”
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无需化学再生药剂的最新EDI技术
无需化学再生药剂的最新EDI技术
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最新的EDI技术
　　EDI在十余年前才有了工业方面的应用，但这项技术存在着较多的问题。昂贵的费用限制了它只能应用于较低出力的场合，更严重的是早期的EDI技术还存在着稳定性等问题，而且系统设计也较复杂。
　　现在的EDI已能满足高出力的要求了，最近的模块式技术使其流量在达到2000gpm（454.2m3/h）及以上时仍具有较好的经济性，它的出力可以通过增减膜堆的方式简单地进行调整。
　　最近的EDI装置在经济性上可以与混床相媲美，简化膜的合成及减少膜的数量等新工艺使其比早期的EDI技术有明显的经济性，EDI的运行费用也与混床相当，其电耗与混床再生的药剂费用大致相当。
　　目前的EDI技术所带来的好处已经大大地超越了我们过去在制药及电子工业中应用的其它技术。EDI系统首次实现了真正的工业化设计，它可以在压力达100Psi（7kgf/cm2）的情况下连续运行而不会出现泄漏。
　　最新的EDI技术采用模架式设计，模堆式的EDI系统可以进行扩展，容易安装及维护。与RO系统类似，组成EDI的标准模块很容易更换，可以成批量地生产，从而进一步地降低了它的费用。如果系统设计的容量有富余的话，首先应考虑购买适合现有流量要求的膜堆数。
　　当混床设备需要进行维修时，它必须要解列才能进行，而EDI（与RO相似）系统中的任一膜堆需要维修时，整个的系统运行不受影响，其负荷只需要在剩余膜堆中进行分配即可。正如前面所指出的那样，EDI膜块式的结构也允许水处理系统按给定建筑物的具体空间要求进行设计。
　　目前应用的EDI膜堆可以生产出电阻率超过16MW(0.063ms/cm)的纯水，事实上以RO－EDI组合而成的后端处理系统可产出目前工业上所要求达到的最高水质。正是由于最近的进展，使目前的EDI技术可以满足今天大多数用户的要求，而且获得了工业界的广泛赞誉。
　　EDI技术的市场占有率目前正迅速地扩大，它如同RO的早期市场开发一样，其广泛的销售策略已经赢得了大量的供应商，并获得了一批可为用户提供服务的地方专家。
　　目前世界上有许多水处理公司可以销售RO－EDI系统，任何一个有名的化学水处理设备供应商（或作为水处理系统的咨询顾问），都会一致地将EDI视为那些要求降低酸碱使用的客户的一个解决方案。
　　今天，EDI已经达到了高流量的工业化要求－不仅在电子工业，而且在制药、造纸、电力及化工生产等领域，这些系统提供的流量可达2000gpm及以上。事实上，由于最新技术的开发，EDI系统在出力上的限制取决于其它的因素，而不是EDI系统的自身。
无需化学再生药剂的EDI技术
　　被水处理行业称为EDI的电去离子法并不是什么新名词，事实上，商品化的EDI在十多年前就已经出现了。尽管早期的EDI系统出力较低，而且运行的可靠性很差，但今天的EDI已经能够满足工业领域对水处理的广泛要求了。
　　目前的RO（反渗透）－EDI系统使水的净化方式正经历着变革，然而使工业部门广泛地接受EDI还有很长的一段路要走。
　　从四十多年以前的制药、造纸、石化及电力到今天的半导体产业，水一贯是工业部门的命脉，而正是这些部门导致了超纯水处理技术的革命。尽管工业用户所要求的基本特点如较少的化学药剂、较少的废水排放量、简单的操作及较低的运行费用等基本上是相同的，但原有的水处理技术已经发生了许多变化。
水处理技术的主要发展
　　为满足工业部门对高纯水的需要，近年来在工业水处理方面对两项技术进行了重点开发，这些新技术中的每一项都使水处理系统产生了突破性的变化。
　　在二十世纪60至70年代，工业部门所要求的水质通过化学方式再生的离子交换技术即可得到满足。由于当时的应用面不大，因而对使用化学药剂所带来的长期影响较少有人关注。
　　在早期的水处理系统中，混床离子交换阶段作为后续处理过程以一个独立的单元置于阳、阴离子交换之后。随着对应用要求的提高，以化学方式再生的离子交换系统显然受到了限制，问题的焦点在于它们漏过的TOC含量较高。与新近的技术相比，在这些系统中使用了大量的化学再生药剂，并要求对化学废水进行连续地处理，而且其操作复杂、运行费用较高。
　　在二十世纪70年代至80年代，随着人们对减少化学药剂使用意识的增加，人们开始在工业水处理中寻求新的工艺方法，其结果导致了对反渗透技术的新的应用。反渗透在预脱盐系统中使用膜技术替代了阳／阴离子交换单元，但是这种新技术在初期的应用中并不顺利，RO对预处理的要求较高，而作为一个整体的水处理系统则趋向于简化。
　　由于电子工业对纯水水质（包括降低TOC的含量）的要求越来越高，促使水处理技术不断地向前发展，RO被视为解决的方案。随着预处理过程的提高、更高级的RO膜被开发出来，使RO在应用初期所遇到的问题逐渐地被克服了。
　　随着时间的推移，RO逐步为世人所接受，同时诸如逆流再生设计、满室床离子交换及专用树脂的开发等后续的离子交换技术也得到了相应的发展。由于这些新工艺的广泛应用，费用得到了降低，但RO/混床系统与目前的化学方式再生的离子交换系统相比，仍具有一定的经济性，对于前述的这些技术目前还有一定的需求。
　　RO／混床系统满足了工业部门对高纯水水质的多方面要求，它们可将不溶性杂质处理至十亿分之几，同时也降低了TOC的含量。无论如何，工业上仍需继续依赖混床技术作为除盐的最后阶段，对混床阶段化学药剂的使用及相关设施的要求意味着RO所带来的益处未能充分地体现出来，进一步降低化学药剂的使用促成了第二次技术革命。
　　通常称为EDI的电去离子法40多年前作为非化学工艺首先被开发应用于试验室工作，最近的开发EDI技术使彻底消除对化学再生药剂的依赖成为现实，而且它还可以带来一系列别的益处。
EDI的工作原理
　　典型的EDI系统涉及到这样一个处理工序：预处理－RO－EDI。EDI使用普通的离子交换树脂连续地从水中除去离子，但由于它是运用电流对树脂进行连续的再生，因而它完全不用进行定期的化学再生。
　　典型的EDI膜堆是由夹在两个电极之间的一定对数的单元组成（见图1 EDI的工作原理图）。在每个单元内有两类不同的室：待除盐的淡水室即D室，收集所除去杂质离子的浓水室即C室。D室中用混匀的阳、阴离子交换树脂填满，这些树脂位于两个膜之间：只允许阳离子透过的阳离子交换膜及只允许阴离子透过的阴离子交换膜。
　　树脂床利用加在室两端的直流电进行连续地再生，电压使进水中的水分子分解成H＋及OH－，水中的这些离子受相应电极的吸引，穿过阳、阴离子交换树脂向所对应膜的方向迁移，当这些离子透过交换膜进入浓室后，H＋和OH－结合成水。这种H＋和OH－的产生及迁移正是树脂得以实现连续再生的机理。
　　当进水中的Na＋及CI－等杂质离子吸咐到相应的离子交换树脂上时，这些杂质离子就会发生象普通混床内一样的离子交换反应，并相应地置换出H＋及OH－。一旦在离子交换树脂内的杂质离子也加入到H＋及OH－向交换膜方向的迁移，这些离子将连续地穿过树脂直至透过交换膜而进入浓水室。这些杂质离子由于相邻隔室交换膜的阻挡作用而不能向对应电极的方向进一步地迁移，因此杂质离子得以集中到浓水室中，然后可将这种含有杂质离子的浓水排出膜堆。
　　在典型的EDI系统中，进水的90－95％直接通过D室，5－10％的进水被分配进C室。浓水用泵打循环并使其在膜堆中达到较高的流速，这样可以起到提高除盐效率、促进水流的混合、降低可能的结垢等作用。浓缩离子可以通过从浓水循环回路中排除一定比例的水后而从膜堆中除去，这种PH在5－8的水可以回收或直接打回到预处理系统的入口。
　　在电去离子的过程中，将进水中的杂质离子去除后即制得高品质的除盐水。
　　EDI在传统的水处理系统中可替代现有的混床，它能够连续稳定地制出高纯度的水。EDI的最大优点在于不用化学药剂进行再生，因而不需要化学再生药剂贮存罐及相应的中和池，而且无须对有害的化学废水进行收集、贮存及处理，结果使EDI大大的简化了系统。
　　RO的应用降低了对大型设备间的要求，而最近的EDI技术则完全地排除了这一点。由于EDI系统仅要求天花板的高度不超过18英尺（5.49米），即在通常的设备间内无高罐存在，在要求成套设备迅速地安装起来以投入运行时，对高度规格无特别的要求是极为重要的。
　　还有一个优点是，EDI排出的浓水中仅含有进水中的杂质成分，通常这种水的水质比预处理系统的进水水质要好，故浓水可以直接地排至RO的入口，这样就有效地消除了对废水的排放。相反，混床的再生是一个一次性的过程，由于使用化学药剂再生树脂床，其废液中含有比一般EDI浓水高3－4倍的废弃离子，这类废液通常不回收到预处理系统中，而是排放于废水中和池内。
　　RO－EDI的运行过程是连续的，其生产的水质稳定，它不象混床在每一个再生周期的开始及结束阶段因离子的泄漏而影响出水水质。这种连续运行的方式也简化了操作，无需设置与循环的再生工作相关的操作人员及操作程序。
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公司新闻new
工程业绩new
技术资料new曼胡默尔开发膜产品，致力多元化发展/15:53来源：
&&& “德国制造”的水过滤系统的心脏
&&&&【】曼胡默尔集团是过滤行业的专业企业，总部设于德国路德维希堡。开发水处理过滤膜组件膜产品，作为业务增长和多元化战略的一部分，曼胡默尔集团不断扩大业务范围，并在新加坡成立了第二个开发队伍。
&&&&上海，日――曼胡默尔公司近日开发出用于水过滤的高效低成本处理的膜。膜是水处理系统的核心部分。膜技术采用机械分离法过滤，能耗低于传统技术，过滤性能好，占地空间少。由于采用先进的膜技术，曼胡默尔公司制造的中空纤维膜能够去除99.999％以上的细菌，并且产水水质稳定。未来开发的膜对细菌和病毒的去除能力更强。
&&&&曼胡默尔水过滤业务分部设在新加坡。集团在此建立了第二个研发试验室，膜技术专家可以提供生产和现场支持，包括用于分散型污水处理设备的超滤膜的进一步研发、纳滤膜和相应组件的研发（例如用于饮用水）以及当前系统的改造升级――模块化的撬装系统――顺利地嵌入到现有消毒水处理的前端、后端工艺。
&&&&曼胡默尔两个研发分部（分别设在德国路德维希堡的前期研发分部和新加坡的应用研发分部）的其中一项任务是进一步开发膜技术的应用领域。这两个团队将结合过去几十年积累的加工技术知识，研究膜技术在汽车和非汽车领域的应用。
&&&&曼胡默尔公司于2009年进入水过滤市场，在2010年兼并了Ultra-Flo膜专业公司。经过几年的发展，曼胡默尔已经提升了技术等级、扩大了产品线，并获得了更多的使用案例，为加速进入市场铺平了道路。“提升新加坡和路德维希堡的研发能力是我们发展和多元化战略的又一个重要步骤，”曼胡默尔集团汽车和工业部总裁兼总经理ManfredWolf先生说。“我们集团的各个方面都要取得进一步的增长，实现非汽车领域的非均衡发展。全球过滤市场的容量约为400亿欧元，其中汽车和汽车相关应用仅约占23％，和动力设备建造占9％，水处理占总量的大约四分之一，这说明了水处理业务有着比较明显的上涨的趋势。我们要充分利用这一潜力，并探索新的应用领域。”曼胡默尔非汽车业务的销售额份额将超过汽车业务，目前汽车业务销售额所占比重约为90％。“在中长期看来，我们的产品在汽车生产、汽车售后和非汽车业务的销售额将分别占三分之一。
&&&&“亚洲的工业化发展和人口增长导致用水量和水污染的增加，”曼胡默尔新加坡公司总经理UlrichWinter先生说。“受过良好培训的专业人员匮乏，尤其是在亚洲的很多地方，我们系统的一个重要优势是操作简便，这对系统的操作人员非常重要。继东南亚之后，我们还将开发北美自由贸易区和欧洲水过滤系统市场。日益严格的法律要求、普遍的缺水现象以及提高产品质量的必要性（如在、医疗或行业）为可靠、经济地处理水带来巨大需求。”
&&&&曼胡默尔水处理系统的客户群体涉及地方机关、油气、电厂、加工、建筑、矿山开采业等行业。曼胡默尔还供应适用于灾区的产品，例如曾为泰国皇家军队和泰国海军捐赠装有手泵的结构坚固过滤系统，以便边远灾区的灾民使用。这种过滤系统运输方便，处理水时无需用电。
&&&&曼胡默尔在中国设有水处理系统销售和服务团队，致力于为中国客户提供先进的技术方案和出色的服务。
?(02.17 11:42)?(02.13 08:58)?(02.10 15:41)?(01.20 16:36)?(12.28 17:51)?(11.03 10:19)?(10.25 15:26)?(10.25 09:55)?(09.27 17:53)?(08.17 17:09)
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资料评价：莱特莱德【始创于2002年】
专注高难度水处理、流体物料分离技术
当前位置：&>&&>&水处理应用技术文献【1】
应用技术文献【1】
对于（RO）和纳滤（NF）系统的用户们来说，现在该认真考虑膜法（微滤（MF）和超滤（UF））预处理的操作费用和性能优势了。特别是在我们要面对那些地表水、废水以及开放抽提海水等高污染性水源的时候，这种优势就更加明显。所谓集成膜系统（IMS），就是指在反渗透系统的预处理工艺中采用了其他的膜系统。与采用传统预处理工艺的反渗透系统相比，IMS设计具有明显的优势。
● MF/UF滤液质量更好。SDI和浊度更低，明显降低了反渗透的胶体污染负荷。
● 由于在这里是污染物的绝对屏障，MF/UF滤液的高质量可以保持稳定。即便是地表水和废水等水质波动异常频繁的水源，这种稳定性也不会改变。
● 由于胶体污染减少，反渗透系统的清洗频率明显降低。
● 与一些传统过滤工艺相比，MF/UF系统操作更容易，耗时更少。
● 与采用大量化学品的传统工艺相比，MF/UF浓缩废液的处置比较容易。
● 占地面积更小，在一些大系统中，有时只相当于传统工艺的1/5。
● 有利于系统的扩大增容。
● 运行费用基本相当，在一些情况下会较少。
● 设备投资基本相当，在一些情况下会较少。
对于采用MF/UF作为高污染性原水（比如地表水和废水）的预处理工艺的兴趣可以追溯到十九世纪八十年代。微滤、超滤的确在当时无法取代传统预处理。比较明显的理由是：
● 设备投资：MF/UF的设备投资是地表水处理所无法接受的。单算MF/UF系统的投资便相当于反渗透系统的100％，而传统预处理系统（如澄清、重力过滤、石灰软化、多介质过滤、碳过滤等）只有反渗透系统的20－50％。
● 操作费用：没有来自现场试验装置的原始数据积累，无法确认和保证MF/UF工艺能够比传统工艺节省运行费用。
● 需要现场试验：小系统和工业用户在政府对其没有特别要求的情况下，从时间和费用等方面考虑，一般不愿意接受现场试验。
● 性能保证：OEM对于系统的整体性能要全面负责。没有现场试验数据来确保MF/UF系统在投标条件下的优势，默认的预处理系统自然是传统预处理的各种组合。
● 对于未确认技术的恐惧：那时超滤、微滤工艺的确是一个新的技术。购买这样一套系统便意味着在许多方面要冒先吃螃蟹的危险：只有很少可选择的MF/UF供应商，MF/UF膜及组件的设计为各公司独家所有，将来的换膜和服务也别无选择。
当前的状况
在过去两年的市政用水市场上，微滤、超滤技术在水过滤工艺中的应用呈爆炸性增长趋势。世界各地有数百套MF/UF系统在运行之中，微滤、超滤处理水量超过了200mgd（每天百万加仑）。在市政用水市场上MF/UF的迅速崛起，得益于对以地表水源为主的自来水水质指标日益增长的严格控制。在美国，MF/UF作为高质量饮用水制造设备得到了普遍的认可，因为能够有效控制病原微生物和有潜在致癌危险的消毒副产物（DBP）。这些微生物和DBP控制指标的提出是联邦政府行为，已经被确定为今后的&地表水处理规则（SWTR）&、&改进地表水处理规则（ESWTR）&和&消毒剂/消毒副产物规则（D/DBPR）& 的一部分。
市政市场大量采用微滤、超滤工艺，无论是在技术是还是商业上，都获得了明显的收益，其他水处理市场也开始对MF/UF产生了巨大的兴趣。市政用水市场的巨大容量引起了私人资本的注意，对于微滤、超滤技术的投资也增加了。现在对MF/UF的投资使我们回忆起过去的两次投资高潮，一次在上世纪七十年代电力工业引起的，另一次是上世纪八十年代电子工业引起的。本次投资高潮带来了诸多好处：
● 膜生产厂商开发出了先进的毛细管和卷式微滤、超滤膜。
● 微滤、超滤膜制造商及其OEM开发出了先进的运行技术，将污染速度和化学清洗频率降低到了可以接受的程度。
● 目前MF/UF膜产品的巨大销售量降低到了制造系统所需的MF/UF的制造成本，可以于传统预处理进行竞争。
● 市政市场的需求能够允许进行大量经过仔细设计的现场试验，这些现场试验能够得到高水平工程咨询公司的指导。广泛的现场试验评价数据促进了膜供应商的能力，能够为变化的水质条件、清洗频率和滤液质量提供更好和操作参数方案。
MF/UF作为反渗透预处理
市政市场上将MF/UF技术开发成为商业化过滤工艺的主要活动首先集中在生产适宜于饮用的过滤水方面。接下来的市场开发焦点便是将MF/UF工艺用于集成膜系统，MF/UF用作RO的预处理。对于MF/UF作为RO预处理的市场需求实际上起源于日益增长的低污染水源（比如井水）的不足，以及对更加复杂的原水（如地表水、工业废水和市政排水）进行处理的需求。
MF/UF膜的特性
市场销售的微滤膜的孔径一般在0.1－0.2微米。用于反渗透预处理的超滤膜的切割分子量一般在8～50万道尔顿（孔径0.01～0.05微米）。
常见的操作跨膜压差(TMP)在3－30psi。跨膜压差被定义为驱动水透过膜所需的压力，为进水压力和过滤液压力的差值。孔径较小的膜所需的跨膜压差也较大，在水温较低、通量较高以及发生污染时，跨膜压差也较高。
常见的高聚物膜材料包括聚砜、聚烯烃、聚醚砜、聚偏氟乙烯、纤维素类。大多数膜材料具有宽的pH忍耐范围，以便于在低和高pH条件下进行化学清洗。大多数膜还具有耐游离氯的性能，可以进行周期性或连续杀菌处理。聚合物膜的最大运行温度为40℃，但陶瓷膜可以在较高温度下使用。
MF/UF膜有许多构型：卷式平板膜、管式、中空纤维和板框式。用于RO预处理比较普遍的是中空纤维和卷式，这主要是由于考虑到投资、能耗、耐污染以及在冲洗和化学清洗的情况下的通量恢复性能。
MF/UF膜的基本分为外置加压式和浸没负压式。
MF/UF运行特性
MF/UF膜有两种不同的运行模式：全量过滤和错流过滤。全量过滤模式与筒式滤器相类似，即过滤时只有进水和产水（没有浓排水）。全量过滤可实现水回收率的最大化，达到95－98％，但一般限于原水的悬浮固体含量较低的情况（比如浊度&20 NTU）。错流过滤用于进水浊度较高时。
在一些情况下，MF/UF系统的原水回收率可以达到99％以上，需要将浓缩水和周期性反冲洗水收集后进行二次处理。二次处理可以通过采用传统固体沉降或另外一套MF/UF系统。
众多的MF/UF供应商开发了各种各样的膜和元件设计以及运行技术，用来控制运行期间的污染速度并最大程度地降低完全停车化学清洗频率。然而所有这些设计的共同目的却无外乎在于对膜采用高速的正向冲洗和反向冲洗来去除膜面和原水流道上的污染物。对污染物的反冲洗一般采用透过液，空气或化学药品（如：氯）被用来增强反冲效果。冲洗周期一般少于2分钟，设置一定的冲洗频率（一般为15－60分钟一次）来保持系统的性能的长期稳定。
MF/UF系统需要简单的预处理，一般预处理精度要求：MF500微米以下，UF150微米以下。有时添加铁盐混凝剂，可获得较好的有机物去除效果。
MF/UF膜的典型通量在35－110 gfd之间（60－180 l/m2hr）。悬浮物浓度较高或污染倾向较强的料液系统，运行通量也较低；高通量用于处理的悬浮物负载的料液系统（比如地表水的通量可以是70gfd）。应用研究工作的一个重要方面是，在不进行现场试验的情况下，能够利用原水的污染参数（如浊度、悬浮固体等）设计出合理的通量。
MF/UF透过液的水质在浊度或SDI等指标上明显好于传统预处理水。一般MF/UF的产水浊度在0.04－0.1 NTU之间，而且不随原水浊度波动。典型的MF/UF产水的SDI为0.3－2，较低的SDI降低了反渗透的污染速度。
MF/UF改善反渗透的经济性
利用浊度和SDI都非常小的MF/UF优质产水，反渗透设计通量会大大提高。采用MF/UF的反渗透系统通量可设计为12到20gfd。采用传统预处理的废水反渗透系统的典型设计通量为：废水处理8－12gfd，地表水10－15gfd。采用了更高的通量，需要的膜元件、膜壳和管线都减少了，系统的固定资产投资便降低了。而且提高通量还有一个好处，可以将产水透盐量减少20－50％。
LFC：一种用于集成膜系统的新型反渗透膜
采用MF/UF预处理后增加膜通量设计的一个最大的担心是反渗透膜的有机物污染问题。MF/UF对有机物的去除作用很小，最大也只有20－30％。传统的聚酰胺复合膜带有负电荷，有机物污染会导致操作压力的明显提高。现场观察表明，使用低污染膜对于获得长期稳定的通量和操作压力非常重要。低污染膜具有电中性表面，而且更加亲水，这样便降低了对带有电荷的疏水性有机污染物的吸附，在化学清洗时也能更有效地除去[3]。
与传统的聚酰胺膜相比，在污染物为有机物时，LFC膜在长期的通量恢复稳定性方面具有显著的优势。依靠LFC膜的这种耐污染能力，我们在预处理中不需要象从前那样将有机物的去除考虑得非常重要。
低污染反渗透膜
在集成膜系统中使用的降低有机物污染效果最好的膜元件，应该具有电中性的膜表面以及天然的亲水性，这样便能最大程度减少与带电污染物的接触。还可以采用生物杀灭剂来控制生物污染，更高的膜装填面积以降低单位通量，提高错流速率等措施。在过去，醋酸纤维素（CA）膜具有电中性表面性质，而且能够耐受1ppm的氯，或26,280ppm-小时的耐氯能力，CA膜在复杂水质的处理方面显示了良好的耐污染性能。然而与一般的负电性聚酰胺复合膜相比，CA膜的pH范围有限，运行压力高，透盐率高。现在我们可以使用新一代低污染聚酰胺复合膜了。LFC膜具有独一无二的优越性能，脱盐率和压力与耐久聚酰胺膜相同，与CA膜一样具有电中性表面（表－1）。LFC膜本身是一种聚酰胺材料，耐氯能力与传统聚酰胺膜类似，为1,000ppm-小时。
MF/UF系统的投资及运行费用随情况而定。首先，原水的水质及其对系统设计通量的影响是固定资产投资的一个因素。一种高污染倾向的原水需要设计较低的通量，这样就需要更多的膜组件、更大的反冲洗及化学清洗系统，固定资产的投资自然就高了。影响运行费用的首要因素是系统的设计通量、回收率合原水的污染倾向。运行费用升高的因素有：料液压力的升高、降低回收率导致的料液流速的提高、反冲洗和清洗周期的增加以及清洗组件数目的增加等。
设备投资可以从0.1mgd（70gpm）的系统每gpd产水1.00美元，到0.7mgd（486gpm）的系统每gpd产水0.50美元，再到5 mgd（3,472gpm）的系统每gpd产水0.40美元。小系统的设备投资偏高，其中辅助反冲洗合化学清洗台架所占的比例较大。上述设备投资估算基于系统设计通量为70gfd的情况。图－1是通量为70gfd的MF/UF系统以及通量为15gfd的反渗透系统的设备投资随规模变化的情况（二者均含有清洗系统）。如果将设计通量从70提高到100gfd，一个大型的MF/UF系统投资将减少30％，而将设计通量从70降低到40gfd，则投资增加50％。运行费用估计在每1000加仑产水＄0.10－＄0.40之间，取决于运行费用的计算方法。最简单的算法包括能耗、清洗用化学品以及每6年一次换膜费用。
（二）LFC1低污染膜在市政废水回用处理方面的应用
摘要：市政废水回用工程中的膜污染引起人们对废水回用设计和运行的关注。膜污染是因为在进行二级处理之后，市政废水还含有高浓度的悬浮物、胶体和较高的生物活性。使用膜技术处理市政废水需要在反渗透系统之前进行非常好的预处理。建立在消毒、絮凝、澄清和介质过滤基础之上的传统多级处理步骤，仍使反渗透膜有非常高的污染倾向。大量的现场测试和商业反渗透系统应用结果表明不管膜材料是醋酸纤维素还是复合聚酰胺，污染速度都非常快。为维持设计的产水量，膜必须频繁进行清洗。近来一种新的预处理技术用到了市政废水的反渗透工艺上，它由可反洗的中空纤维结构的微滤和超滤膜组成。这种膜预处理系统能处理二级排放水并能保持稳定的过滤水量和操作压力。中空纤维技术可以为反渗透提供高质量给水。中空纤维膜出水中胶体和悬浮物含量比传统的预处理工艺出水低很多。在使用中空纤维膜预处理的废水回用厂，反渗透膜的污染速度大幅下降。采用低污染复合膜LFC1之后，反渗透膜污染速度下降得更多。在低污染膜中，脱盐层改进为更具亲水性表面并且降低了其对溶解性有机物的亲合力。在市政水回用系统中使用低污染膜的运行结果表明，其污染速度比清洁地下水源的RO系统还低。低污染速度归功于溶解性有机物在LFC1亲水性表面较低的吸附力。很明显在低污染膜中，吸附的溶解性有机物层和膜表面之间的亲合力相对较弱。本文描述低污染膜技术的性能并比较传统和中空纤维膜预处理的不同结果。市政废水回用系统的性能将与传统膜技术进行比较。中空纤维超滤膜预处理市政二级排水并使运行参数最优化的结果也将在本文中细述。
传统预处理
传统处理市政废水的反渗透系统中，膜污染导致产水通量的降低。这表现为需要明显增加给水压力才能维持设计透水通量。经过二级处理的市政排水含有高浓度的胶体物质、悬浮物和溶解性有机物。二级处理过程通常包括生物处理(活性污泥澄清)，导致排水中较高的生物活性。在进入反渗透系统之前，应降低二级排水中胶体和固体物质并抑制生物活性。传统预处理的一个典型结构如图-1所示，是目前建在加州桔县21水厂(WF21)的5mgd反渗透系统的三级预处理流程图。目前的预处理工艺是在原始设计基础上发展、改进和简化后的流程(1)。预处理包括絮凝、石灰澄清、用CO2再次碳酸化沉淀和慢速重力过滤。采用加氯法控制生物活性。石灰澄清是提高给水水质非常有效的方法，但是太昂贵，占地面积大且产生难以排放的淤泥。在一些更小的系统中，石灰澄清和重力过滤由在线絮凝取代，然后是二级压力过滤和精密过滤。在21水厂，回用系统主要选择由醋酸纤维素制成的反渗透膜，这种膜在运行期间污染迅速。图-2和图-3是21水厂醋酸纤维素膜的运行结果。给水压力(图-2)最初是200psi左右，在一段时间后不得不升至260psi以维持正常的透水量，在短时期内给水压力又不得不升至300psi以上。尽管每2至3星期就频繁地进行一次膜清洗，给水压力仍持续上升。与水透过率不同，脱盐率始终稳定在94～96%之间(图-3)。在21水厂进行过大量的现场试验来评估复合膜在废水回用方面的应用情况。令人鼓舞的实验结果是明显的高水通量、低给水压力、低电能消耗和高脱盐率。超低压复合聚酰胺膜ESPA在21水厂有代表性的运行结果请见图-4、5、6。ESPA膜的给水压力初始为60psi，比200psi的醋酸纤维素膜低得多(图-4)。然而为维持设计水通量，给水压力也不得不升至300psi以上，这相当于特性水通量下降80%以上。频繁的清洗也没有能够缓和水通量衰减的问题。同醋酸纤维膜的运行一样，ESPA膜的脱盐率稳定在97%左右(图-5)。考虑到给水中含有2～6ppm的总氯(以氯胺的形式)，这个结果非常突出。RO给水中氯胺的存在似乎控制了生物活性并阻止细菌在RO系统中生长。在运行两年间，膜间压降保持稳定(图-6)。上述膜快速污染和通量下降等结果清楚表明传统的预处理工艺在处理市政排水时不能提供足够好的水质给RO系统。
过去已有使用超滤膜做为RO预处理工艺的绝对屏障(2)。超滤和微滤膜有能力生产出比传统预处理工艺好很多的水质。传统的预处理工艺包括石灰澄清、介质过滤和精密过滤，然而传统的卷式结构超滤膜不适合处理高污染的废水。膜表面没有严重污染和给水通道没有堵塞时，超滤膜也不能在高水通量下运行。高错流给水流速，需要降低浓差极化，从而导致高电量消耗。频繁膜清洗非常繁琐且不能有效恢复透水通量。近来中空纤维结构的微滤和超滤技术开始出现(3)。纤维丝孔内径为0.7～0.9mm，外径为1.3～1.9 mm。新的商业用中空纤维膜有两个新特性：
● 纤维丝频繁、短时、自动地进行冲洗 (或一定模式下反洗），使系统在短期脱机时能保持稳定的透水通量；
● 能在非常低的错流流速下运行，即使在直流过滤模式时也如此。
相比传统过滤器反洗，中空纤维丝超滤膜脉冲清洗的脱机时间非常短。频繁脉冲清洗的结果是稳定的透水通量。给水压力范围是5～20psi。新预处理方式的主要优势在于膜技术的本质：给水与透水之间膜屏障的存在，使胶体物质与病菌下降几个log值。在市政废水回用应用中，新型可反洗中空纤维膜预处理取代石灰澄清、介质过滤、保安过滤器。二级排水有非常高的污染倾向，且中空纤维膜技术的应用需要合适的膜种类和运行条件以维持可靠性能。在现场条件下我们发现亲水性聚合物制成的中空纤维丝膜比传统的疏水性材料受溶解性有机物的污染倾向小。但即使是亲水性纤维膜，清洗之间的运行周期也太短，只能持续几天。然而在中空纤维膜系统之前的二级排水中加入絮凝剂，运行周期可以明显延长。图-7为海德能HYDRAcap中空纤维超滤膜在San Luis Rey (Oceanside) 废水回用厂的运行结果。该图说明为维持稳定过滤通量所需的压力值。膜组件以直流死端过滤模式运行，水通量为32gfd。最初几天内给水压力急速上升。每3～5天需要进行一次膜清洗。然而，在超滤系统给水中加入氯化铁FeCl3之后，不进行清洗的运行周期可延长至30天以上。这样明显的性能提高的原因目前还不十分清楚，推测为Fe(OH)3在纤维丝表面形成高透水的多孔弹性层，吸附有机物和胶体。在反洗步骤中，此层脱离膜表面并从纤维丝中冲掉。目前实验还在进行以便更清楚此过程原理。中空纤维膜能完全除去胶体，但对TOC的去除率不高。用中空纤维膜进行预处理，在市政排水系统中使用ESPA膜的性能见图-8。初始给水压力约70psi并且迅速增加到140psi，之后稳定下来并且在运行一年半期间随着给水温度的变化而波动。最初透水量衰减约60%，然而明显低于采用传统预处理的同种膜水通量85%的衰减量。使用中空纤维膜做RO系统的预处理使复合膜在废水回用领域得以应用，使之比使用醋酸纤维膜的操作压力更低、脱盐率更高。
低污染反渗透膜
相比传统的复合聚酰胺膜 ，最近推出的低污染复合膜LFC1，具有亲水性膜 表面且膜表面不带电荷。亲水性表面降低了给水中有机物质在膜表面的吸附。LFC1膜在21水厂和San Pasqual 水处理设备厂，以中空纤维膜做预处理，处理市政排水。在San Pasqual的运行结果见图-9。LFC1膜的特性水通量小于ESPA的特性水通量。因此，初始压力约为90psi，稍高于同样运行条件下ESPA膜的操作压力。然而在运行期间给水压力始终保持稳定，水通量为12gfd。在运行后期水通量逐步升到17 gfd，这样的水通量对于废水处理系统来说是非常高的，因为废水反渗透系统通常设计的平均水通量为10gfd。图-10为特性水通量的计算值。结果表明在初期下降约15%后，特性水通量在运行期内一直保持稳定。由于膜性能的稳定性，在这八个月的运行期内，膜元件没有进行清洗。在运行期结束后，LFC1膜在标准测试条件下进行了一次测试，结果概括在表-1中。相比于厂外的测试数据，八个月运行后的平均水通量下降约为10%。由0.5%NaOH溶液循环的清洗步骤可使水通量完全恢复。
在废水回收系统中，膜的完整性和膜去除病菌的能力非常重要。卷式反渗透膜的完整性可以通过真空试验检测，传统的卷式膜只能在膜元件装入反渗透系统前进行此类检测。中空纤维超滤膜和微滤膜可以在组件装入系统中之后进行完整性检测。最普遍的中空膜组件检测是压力保持试验：向系统施压并监测压力衰减情况。在此类研究中，系统的完整性由超滤膜与微滤膜对MS2病菌的脱除率确定。试验结果见图-11和图-12。结果表明每套膜系统可以脱除5 log的细菌。
使用LFC膜的大型系统实例为新加坡的一些废水回用厂，Bedok水厂于2000年4月起开始运行。给水是二级市政排水，由微滤系统进行预处理。阻垢剂和硫酸加在微滤系统的出水处，给水pH保持在6左右。反渗透系统包括两套生产能力各为5000吨/天的系统，设计通量为18.7 L/m2/hr(11gfd)。反渗透设计为28 : 14 : 8三段排列，每支压力容器中装6支元件，设计回收率是85%。在运行初期反渗透第三段会出现结垢现象，其主要是磷酸钙垢，采用柠檬酸清洗后能恢复膜的性能。结垢的原因主要是阻垢剂不适用，在更换阻垢剂后系统将会实现稳定可靠的运行。即使给水源自市政排水，LFC膜系统的给水压力一直很稳定，维持在设计的800～1000 KPa (116～145psi) 范围内，没有压降增加的现象。生物活性由反渗透系统给水中保持约2ppm的余氯进行控制。尽管给水中有余氯存在，LFC的脱盐率非常稳定并且高于设计值。
废水回收系统中的膜污染与给水水质和膜材质有关。结果表明两种污染成分：胶体和溶解性有机物在膜表面沉积构成污染层。此污染过程称为复合污染(4)，主要影响透水性。表-2概括了因采用不同预处理的不同膜元件污染引起的透水通量的衰减。由表-2可以明显看出，采用超滤膜进行预处理后，反渗透膜的污染速度下降。采用膜预处理的主要结果是反渗透给水中的颗粒物减少。微滤和超滤处理很少改变给水中的有机物浓度。天然有机物非常容易吸附在疏水性膜材质上(5、6、7)，很大程度上是有机物的吸附导致采用膜预处理的废水系统中复合膜的通量下降。亲水性膜材质很少吸附有机物(5)，通量损失也很低，所以亲水性膜可以在较高水通量下运行。废水回收系统中的污染过程不会导致系统压降的明显增加，这是因为给水中的余氯明显降低生物活性。使用中空纤维膜预处理提供进一步的屏障，降低了反渗透给水中的细菌量。采用LFC膜处理市政废水的设计观念，通过中试系统研究和开发，在大型商业反渗透系统中得以成功应用。给水压力和脱盐率等性能保持了长期稳定。生物活性，通常是废水回收应用中的主要问题，通过余氯的存在得以控制。
(三）ESPA1超低压反渗透膜元件应用介绍
美国海德能公司1995年推出的新型超低压反渗透膜元件，ESPA1是ESPA系列中的第一种膜元件。是它将反渗透运行条件推向了一个新的领域。目前，ESPA系列的应用范围极广。这部分主要以标准超低压反渗透膜元件ESPA1为例，分以下几个部分对超低压反渗透膜元件的应用技术做一个介绍：
● 现场试验总结：运行参数，原水成份，各种离子的透过率和稳定性。
● ESPA1膜元件的应用。
● ESPA1膜元件在各种运行参数下的特性。
● ESPA1膜元件在设备投资与运行费用方面的优势。
● 采用ESPA1膜元件的系统设计要点。
● 使用ESPA1膜元件时的计算系统设计。
● 相关技术服务文件：膜元件的保管、处理及清洗。
2 ESPA1膜的现场测试
(1) 各测试点的水源条件
美国海德能公司使用ESPA1-4040超低压反渗透膜元件，在美国各地进行了为期几个月的大量现场测试。主要目的是将其置于各种给水条件下来综合评价其性能。本节给出了不同地区的水质数据，测试条件及测试结果。
ESPA1膜元件在各地运行时前三个月的平均水通量约为14 GFD，三个月后将水通量提高到20 GFD。
各地水源条件的综合比较，每种成分的浓度以所占总含盐量的百分数表示(总含盐量以TDS计)。每个测试点的平均给水TDS值（以mg/L表示）示于地名旁边的括号内，这些TDS是由各溶解离子浓度相加而得的。
(2) 各种不同离子的透过率
在现场试验时进行了定期分析以确定各种离子的透过率，表-2所列为每种离子的实际透过率及标准化后的透过率(以CI-透过率为基准)。这些数据是各测点在运行三个月后取样并加权平均得出的。这里，膜的水通量为20 GFD，换成公制单位为34 LMH。
因为ESPA1膜呈现出较低的污染速度，所以在各地区可以观察到产水量相当稳定。在佛罗里达州Ft. Myers测试运行时，充分证明了ESPA1膜的低污染速度。虽然与其他地区相比，该水源的含盐量相对较低（377 mg/L），但在TDS中TOC、铁、碱度及硬度均占很高的百分比。这些物质均会对膜有较为严重的污染，但是ESPA1超低压反渗透膜元件经受了考验。表-3列出的是佛罗里达州Ft. Myers市原水水质。
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