近日，國內目前最大的膜法市政污水提標改造項目——日處理水量達315000噸的銀定莊市政污水處理廠深度處理項目，開啟正式運轉。

始建立于1996年的銀定莊市政污水處理廠，是河北省保定市主城區(qū)最大的污水處理廠，提標改造后，將肩負改善保定市以及雄安新區(qū)、白洋淀生態(tài)環(huán)境的重要責任。“也因為這樣一個特殊的地理位置和責任，它的處理要求更高。”藍星東麗膜科技（北京）有限公司技術總監(jiān)朱列平博士說。

接下來，在雄安新區(qū)和白洋淀水體保護中要發(fā)揮積極作用的，是東麗的水處理膜。

“中國2008年就已經成為全世界最大的水處理市場，據我們的調研，中國也是全球最大的膜產品應用市場。當前，全球所有的膜廠家也都已經進入中國市場。”朱列平說，隨著3060雙碳目標的提出和推進，中國的水處理市場也正在形成近零排放的強烈需求。

河北省保定市銀定莊污水處理廠提標改造項目（由河北建設集團股份有限公司提供）

必須達到地表水Ⅳ類要求

銀定莊項目，是一個考驗。

目前國內市政污水處理流行的提標改造標準，是將出水水質從城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標準（GB18918-2002）的國標一級B提高到一級A，但銀定莊項目要求出水水質不僅要提高到一級A，還要再進一步提高到地表水環(huán)境質量標準（GB3838-2002）Ⅳ類。

這意味著什么？

朱列平說，以化學耗氧量（COD）指標來看，如果出水水質達到國標一級A，那么COD達到50毫克/升就可以排放。但要達到地表水Ⅳ類水體標準的話，COD濃度就必須小于30毫克/升。

以總磷（TP）指標來看，一級A要求排放標準≤0.5毫克/升，而地表水Ⅳ類則要求提升到0.3毫克/升。另外，一級A排放標準對于懸浮物（SS）的濃度要求控制在10毫克/升以下，而地表水IV類標準雖然沒有明確的SS要求，但作為“華北明珠”的白洋淀負有環(huán)保責任，業(yè)主方要求排放水的懸浮物必須小于5毫克/升。

“處理水是要排放到白洋淀的，有機物以及磷和氮是造成湖泊水源富營養(yǎng)化的主要原因，而懸浮物會影響水體的清澈度，所以指標的提高，對今后白洋淀水體的保護會起到非常重要的作用。”朱列平說。

要完成這些更高的指標要求，對水處理工藝以及膜的要求自然也非常高。提標改造的主要指標是COD/BOD/NH3-N/TP，這些指標的改善主要依靠在既有生化處理工藝基礎上，增加物理方法比如混凝除磷、最后加上UF工藝，來去除水中膠體、微小顆粒、細菌等微生物，以達到擁有中水使用功能的IV類水體標準。

水處理膜是一種具有分離作用的介質材料，當在膜兩邊施加壓力差或電位差等推動力時，可以使原料側組分選擇性地通過膜，以達到分離提純的目的。

按照材質，水處理膜主要分為有機膜和無機膜，水處理行業(yè)中常用的是有機膜。按照分離原理和推動力的不同，又可分為微濾膜（孔徑0.1-1.0微米）、超濾膜（孔徑0.01-0.1微米）、納濾膜（孔徑0.001-0.1微米）和反滲透膜（孔徑＜0.001微米）。

因過濾效果不同，幾類有機膜往往適用于不同的場景。比如微濾膜主要應用于污水、廢水處理等領域；超濾膜在污水、廢水處理及回用和給水凈化領域應用廣泛；納濾膜主要應用于優(yōu)質飲用水、軟化水以及有價成分的濃縮分離等方面；而反滲透膜可應用在工業(yè)純水、海水淡化、純凈水生產等領域。

此次在銀定莊項目中要發(fā)揮重要作用的，是超濾膜。

東麗超濾膜組件

朱列平解釋說，因為東麗超濾膜的過濾孔徑只有0.01微米，甚至只是其他競爭對手的1/10，因此，它的過濾精度是最小，可以確保實現更高的產水水質。

同時，東麗的超濾膜采用了PVDF（聚偏氟乙烯）材料和獨自開發(fā)的熱致相法（TIPS）來加工，具有非常好的化學耐久性和物理強度，能夠大幅延長膜的使用壽命，保證項目運行7~10年以上且不用更換膜。

此外，東麗超濾膜的表面有一個特殊的創(chuàng)新性技術發(fā)明，即外表面以復合膜的形式形成了致密層，能保證膜不易被污水中的污染物堵塞，進而減少對膜運行當中的化學清洗，降低藥劑使用，也可以來降低運行成本。

更好的產水水質，加上更低的運行成本，這成為東麗拿下項目的關鍵。

項目現場安裝了東麗的超濾膜（由河北建設集團股份有限公司提供）

市政污水處理，是中國水處理市場的一個重要組成。當前，這個市場，也正在不斷擴張。

2021年6月發(fā)布的《“十四五”城鎮(zhèn)污水處理及資源化利用發(fā)展規(guī)劃》提出，到2025年，我國要基本消除城市建成區(qū)生活污水直排口和收集處理設施空白區(qū)，全國城市生活污水集中收集率力爭達到70%以上；城市和縣城污水處理能力基本滿足當地經濟社會發(fā)展需要，縣城污水處理率達到95%以上；水環(huán)境敏感地區(qū)污水處理基本達到一級A排放標準；全國地級及以上缺水城市再生水利用率達到25%以上，京津冀地區(qū)達到35%以上，黃河流域中下游地級及以上缺水城市力爭達到30%；城市和縣城污泥無害化、資源化利用水平進一步提升，城市污泥無害化處置率達到90%以上；長江經濟帶、黃河流域、京津冀地區(qū)建制鎮(zhèn)污水收集處理能力、污泥無害化處置水平明顯提升。

截至2020年，全國城市和縣城污水處理能力達2.3億立方米/日，污水管網長度達60萬公里，年化學需氧量（COD）削減量約1500萬噸，年氨氮削減量約160萬噸。2012~2020年，全國河流I—III類水質斷面占比從68.9%提升到87.4%，劣V類水質斷面占比從10.2%下降到0.2%。

但是，國家發(fā)展改革委有關負責人接受采訪時表示，也要清醒看到，我國城鎮(zhèn)污水處理發(fā)展不平衡不充分，設施建設和運行維護還存在較多短板弱項。全國仍有部分城市、400多個縣城污水處理能力不能滿足需求，40%左右建制鎮(zhèn)尚不具備生活污水處理能力。污水管網建設嚴重滯后，管網老舊破損和混錯漏接嚴重，雨季溢流污染問題突出，城市生活污水集中收集能力不足。污水資源化利用尚處于起步階段，城市再生水利用水平不高。各地普遍“重水輕泥”，污泥無害化處置還不規(guī)范，資源化利用水平較低。

基于此，朱列平說，目前市政污水處理主要形成了三大市場空間，一是污水廠的提標改造，二是市政飲用水的深度處理，三是污水的資源化再利用。

這三大空間，對水處理膜也有不同的需求。“污水廠提標改造的目的是為了排放，所以用到超濾膜、微濾膜就可以了。市政飲用水深度處理的主要目的是去除水中的小分子有機物或者是一些超標的離子，所以要用到超濾膜和納濾膜。污水的資源化再利用是要把水中的所有離子，包括鹽分離子、有機物全部去除，達到無害化和特定的水質要求，所以要用到超濾膜和反滲透膜。”朱列平說。

東麗是世界上最早從事反滲透膜技術開發(fā)的企業(yè)之一。1968年就開始了反滲透膜（RO）的研究，距今已經54年。

現在，東麗已成為世界上少數能同時提供醋酸纖維膜和聚酰胺復合膜的企業(yè)，同時也是世界極少數同時具有反滲透膜、NF（納濾膜）、UF（超濾膜）、MF（微濾膜）、MBR（膜生物反應器）、纖維濾布等全系列膜技術研發(fā)與向市場提供全系列商業(yè)化膜產品的廠家。

東麗水處理膜產品

中國占全球水處理膜市場近3成

全球水處理市場巨大，而中國，已經占到全球水處理膜市場的3成左右。

數據顯示，2020年，全球水處理膜材料市場規(guī)模達到了2967.57百萬美元，預計2027年將達到3901.93百萬美元，年復合增長率為3.22%。

而中國因為水資源匱乏、水質污染問題突出，隨著用水需求量持續(xù)增長，水處理膜市場也發(fā)展迅速，2020年市場規(guī)模為846.75百萬美元，約占全球的28.53%，預計2027年將達到1278.98百萬美元，屆時全球占比將達到32.78%。

東麗膜進入中國，是在2004年。

當年東麗就在上海成立了水處理研發(fā)中心，成為第一家在中國進行水環(huán)境方面研究工作的膜供應商。同時重點向國內一些大型污水回用項目、大型電子超純水項目、煤化工項目、海水淡化項目等提供反滲透膜產品。2009年在節(jié)能減排政策全面實施、水處理關鍵技術發(fā)展上升為國家戰(zhàn)略的背景下，中國膜與水處理領域的龍頭企業(yè)中國藍星集團與東麗合資成立了藍星東麗膜科技(北京) 有限公司(簡稱：TBMC)，將全球領先的反滲透膜核心技術、生產設備和管理團隊帶到中國。

藍星東麗膜科技(北京) 有限公司(TBMC)

雖然市場空間巨大，但在朱列平看來，中國的水處理膜市場也有自己的特點，比如， 中國水質相對較差，膜容易被污染。所以中國市場對水處理膜的第一個要求就是抗污染，膜不能用一段時間就廢了，或者用一段時間就馬上要清洗。

此外，水處理膜雖然是高科技產品，但國內往往并不具備較高的工程設計和運行操作條件，所以中國市場對水處理膜的第二個要求就是要耐受各種苛刻的使用要求，比較皮實、耐久。

另外，因為水處理膜特別是反滲透膜需要高壓泵，而高壓泵是要耗電的，所以中國市場對水處理膜的第三個要求是節(jié)能。

要獲得市場，也必須及時回應中國市場的獨特要求。朱列平說，東麗從2011年開始一直在做相關研究開發(fā)，一個典型的產品就是“拓夫™”膜。

針對于中國水質的復雜性，以及項目中不合適的預處理或誤操作而導致的水處理系統的整體運行不佳，東麗對反滲透膜進行精密的界面聚合技術升級，通過不斷改善反滲透膜的功能層結構，實現產品升級。基于這項技術而產生的反滲透膜，被命名為TOUGH（拓夫™）膜。

相較于其他同類產品，“拓夫™”膜脫鹽率達99.8%，在行業(yè)內領先。同時，具有優(yōu)異化學耐久性的“拓夫™”膜元件，能夠適應更為苛刻的化學清洗條件（pH范圍值1-13），輕松面對日趨嚴重和復雜的水質處理要求。

“這個膜產品出來以后，很快得到了國內用戶的理解和采用，也走向了世界，用于全世界的水。這是從中國走向世界的一個很好的例子。”朱列平說。

藍星東麗膜科技(北京) 有限公司的拓夫™紅膜

持續(xù)回應中國市場需求，也推動藍星東麗成為國內擁有整套全自動制膜卷膜技術的反滲透膜供應商，同時也是國內少數擁有全系列水處理膜產品的標桿企業(yè)。

截至目前，藍星東麗已經實施的項目包括了大型膜法飲用水項目（內蒙古100,000噸/天）、大型市政污水回用項目（天津45,000噸/天）、大型工業(yè)區(qū)綜合污水回用項目（北京20,000噸/天）、大型海水淡化項目（青島100,000噸/天）、國家海水淡化重點示范項目（曹妃甸50,000噸/天）、超大型市政污水深度處理項目（河北315,000噸/天）、大型鋼鐵廢水項目（河北 33,600噸/天）、大型煤化工項目 （寧夏 100，000噸/天）、大型印染廢水回用項目（廣東 90,000噸/天）、大型電子超純水項目（江蘇 68,400噸/天）、煤化工廢水零排放項目（內蒙古 45,000噸/天）等。

2022年1月17日，東麗旗下的水處理膜生產公司“東麗膜科技（佛山）有限公司（簡稱：TMFC）”舉行了首批生產的反滲透（RO）膜產品的交付儀式。這也使得東麗在中國的RO膜產能大大提升，加速東麗在中國水處理產業(yè)版圖的擴大。

近零排放的探索

水處理市場還在不斷發(fā)展變化，當前一個主要的變量，就是3060的雙碳目標。

這一目標會對中國未來的水處理市場帶來怎樣的影響？朱列平說，東麗開展了相應的調研，結果顯示未來會形成四個重點市場：

一是中國大量的工業(yè)園區(qū)、開發(fā)區(qū)，會形成區(qū)域性水處理需求，也就是水資源的深度處理或水循環(huán)利用工程，能有效地將再生水擴展到生態(tài)補水、工業(yè)生產和市政雜用。。

朱列平表示，因為中國的經濟的快速發(fā)展，特別是中國已經是全球的工業(yè)產品、生活用品的生產基地，工業(yè)是用水大戶也是排污的大戶。所以工業(yè)的水處理和循環(huán)再利用將來也是一個很大的市場。

二是一些大型的高能耗高耗水行業(yè)包括鋼鐵、石化、有色冶金、造紙等，形成的工業(yè)廢水循環(huán)利用工程需求。

三是農業(yè)農村的污水治理。目前農村污水治理率只有25%，遠低于城市97%以上的污水處理率。特點是分布面廣，水質波動大，不僅包含村落生活污水，還涉及畜禽養(yǎng)殖、水產養(yǎng)殖。膜法水處理技術的有效應用將會大幅降低環(huán)境污染并且提高畜禽水產的存活率。

四是污水的近零排放或零排放。

目前，這四個重點市場都在快速擴容。

國務院印發(fā)的《2030年前碳達峰行動方案》中提出重點實施“碳達峰十大行動”，其中之一，就是“工業(yè)領域碳達峰行動”。

今年3月，國家發(fā)展和改革委員會等部門聯合印發(fā)《高耗能行業(yè)重點領域節(jié)能降碳改造升級實施指南（2022年版）》的通知，就科學做好重點領域節(jié)能降碳技術改造升級提出明確要求，并對建材、石化化工、鋼鐵、有色等17個重點行業(yè)提出了工作方向和目標。

“有的行業(yè)往往是高耗能和高耗水并列。比如火力發(fā)電、石化、鋼鐵、有色、冶金，還包括造紙、印染等等，都是高耗能也是高耗水的行業(yè)。這些行業(yè)是我們關注的重點。”朱列平說。

以煤化工為例，東麗膜產品應用于我國重要的煤化工基地水處理實現系統穩(wěn)定高效運行，幫助客戶大幅降低成本和能耗，有效助推了基地的節(jié)能降碳實現真正意義上的綠色生產。

“在國內的煤化工領域，東麗的膜產品市場占有率是最高的。”朱列平說。

中國某煤化工大型項目中東麗水處理膜的應用

同時，東麗正在針對零排放領域的需求研發(fā)新的膜技術，以實現不同行業(yè)高鹽廢水的近零排放。在朱列平看來，雖然近零排放最早是上世紀90年代在美國提出的概念，但從目前的觀察來看，中國已經成為近零排放需求特別強烈的市場。

位于廣東省某印染園區(qū)，正在進行“近零排放”改造工程。

朱列平解釋說，印染需要大量添加一種助染劑，成分就是硫酸鈉，它有利于染料附著在布料上面。如果能夠把污水中的硫酸鈉從包括氯化鈉、硝酸鹽等鹽分中分離出來，就可以實現回用。

“我們正在和日本總部的研發(fā)中心積極協同來開發(fā)適合于近零排放的膜產品，未來這個膜產品不僅可以在中國使用，包括印度、歐洲也需要。這也會成為繼‘拓夫™’膜之后的第二個從中國走向世界的膜產品。”

對于中國這個龐大但又始終在發(fā)展變化中的水處理市場，朱列平說，東麗非常強調保持自己的核心競爭力，所以對研發(fā)非常重視，企業(yè)大約有1/3的員工在從事研發(fā)，且每年投入的研發(fā)費用也非常多。

面向中國的3060和全球低碳的目標，水處理膜的技術課題是如何實現更高的分離性能和更低的能耗。因此，東麗將繼續(xù)開發(fā)各種分離膜和其的運轉方法的技術開發(fā)。在日本，污水處理廠所使用的電量僅約占日本國內耗電量的0.7%。東麗方面表示，對于今后污水處理和再利用領域的技術革新充滿期待，今后也會在水處理膜和相應材料的開發(fā)上繼續(xù)前行。同時，位于中國上海的東麗先端材料研究開發(fā)（中國）有限公司（簡稱：TARC），也將會推行應用的開發(fā)和優(yōu)化。

而接下來，在北京和廣東佛山兩大生產基地的基礎上繼續(xù)深耕細作，“從生產，銷售，技術支持，研發(fā)等多角度建立體系，規(guī)劃布局未來水市場。”朱列平說。