近年來，我國一直把生態(tài)環(huán)境保護作為政府工作的重點。經(jīng)過長期努力，生態(tài)環(huán)境保護和建設(shè)取得了較大成就，但仍面臨一系列問題和挑戰(zhàn)。2021年是“十四五”的開局之年，亦是中國開啟“碳中和”的元年，要求“十四五”期間深入打好污染防治攻堅戰(zhàn)，建立健全環(huán)境治理體系，推進精準(zhǔn)、科學(xué)、依法、系統(tǒng)治污，協(xié)同推進減污降碳工作。由此可見，在未來幾年，我國將深入開展污染防治工作，堅持源頭防治、綜合施策，以進一步解決環(huán)境污染問題，改善生態(tài)環(huán)境，實現(xiàn)綠色和低碳的可持續(xù)發(fā)展。
這樣的背景下，國家對環(huán)境治理的效果要求越來越高，相對地，行業(yè)內(nèi)相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)也逐步提高。隨之而來的是治理手段及技術(shù)的不斷突破和創(chuàng)新。這其中，膜技術(shù)得到了不斷的發(fā)展和突破。中國膜行業(yè)經(jīng)過50余年的發(fā)展，逐漸走向成熟。在解決水資源短缺、大氣與水環(huán)境污染、發(fā)展新能源產(chǎn)業(yè)方面，特別是通過流程工業(yè)再造，提高能源、資源利用率，降低環(huán)境污染物排放方面，膜行業(yè)發(fā)揮出了不可替代的支撐作用。在多年的探索實踐中，膜技術(shù)也在不斷修補新問題，解決新挑戰(zhàn)，實現(xiàn)突破和創(chuàng)新。
膜法水處理技術(shù)迎發(fā)展機遇，但局限依然存在
當(dāng)前我國面對的環(huán)保問題體現(xiàn)在大氣污染、水污染、土壤污染等方面，其中水污染治理是“十四五”污染攻堅戰(zhàn)的一個重要組成部分，主要包括流域水污染防治、黑臭水體治理、城市和農(nóng)村污水提標(biāo)處理、飲用水水源提標(biāo)改造等多個方面，涉及鋼鐵、石化、化工、電力等工業(yè)領(lǐng)域和城鎮(zhèn)污水、自來水等市政領(lǐng)域。這些領(lǐng)域突出環(huán)境難題的出現(xiàn)，也成為膜技術(shù)重點發(fā)揮所長的關(guān)鍵。
如工業(yè)污水處理方面，隨著工業(yè)化進程的不斷加快，部分城市工業(yè)水資源的緊缺和工業(yè)污水排放污染環(huán)境的問題日益凸顯。今年年初《關(guān)于推進污水資源化利用的指導(dǎo)意見》的發(fā)布，要求積極推動工業(yè)廢水資源化利用，對工業(yè)廢水的排放標(biāo)準(zhǔn)和處理技術(shù)有了更為嚴(yán)格的要求。
城鎮(zhèn)污水處理方面，目前存在發(fā)展不平衡不充分問題，短板弱項依然突出。特別是污水管網(wǎng)建設(shè)改造滯后、污水資源化利用水平偏低、污泥無害化處置不規(guī)范，設(shè)施可持續(xù)運維能力不強等問題，與實現(xiàn)高質(zhì)量發(fā)展還存在差距。正如上文提到的污水資源化政策，也推動了城鎮(zhèn)污水的穩(wěn)定達標(biāo)排放和處理技術(shù)的提升。
又如在市政飲用水處理方面，目前飲用水的安全形勢仍十分嚴(yán)峻，人們越來越關(guān)注飲用水的安全與品質(zhì)。我國各項飲用水水質(zhì)指標(biāo)日趨嚴(yán)格，生活飲用水衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)頒布了7次(含重大修訂)，從16項指標(biāo)增加到35項，繼而增加至106項，傳統(tǒng)飲用水處理工藝無法滿足時代要求和需求。
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在解決以上水務(wù)行業(yè)存在的痛點和難題時，傳統(tǒng)水處理技術(shù)仍存在占地面積大、處理成本高、處理能耗高、處理效果不達標(biāo)等問題，因此，行業(yè)內(nèi)一直在探索能夠有效解決水短缺和水污染難題更為可靠的路徑。近些年來，膜法水處理技術(shù)由于其出水水質(zhì)穩(wěn)定、占地面積小、操作便捷、操作成本逐漸降低的特點，在行業(yè)中得到了廣泛的應(yīng)用，未來擁有較為廣闊的應(yīng)用場景。
雖然膜處理技術(shù)在水處理中有較好的表現(xiàn)，但仍存在一些問題有待解決，其中較為明顯的是膜污染和膜壽命問題。由于污水通常水質(zhì)較為復(fù)雜，污染物濃度較高，長時間運行后膜截留的污染物易對膜本身造成污染，并且容易堵塞膜孔，造成膜處理效率降低、效果變差，需不定時停機清洗，影響水處理系統(tǒng)的穩(wěn)定運行。另外，清洗污染所需藥劑進一步提高了運行成本，且產(chǎn)生的清洗廢水會造成二次污染問題。由于膜多數(shù)為有機材料制備而成，其壽命相對較短，反復(fù)清洗后易造成膜壽命衰減，從而進一步提高系統(tǒng)換膜成本，同時更換的舊膜處理處置較難，易對環(huán)境造成二次污染。
面對這些問題，關(guān)于膜處理技術(shù)的創(chuàng)新和突破依然有必要，同時也正在如火如荼地進行中。
“新一代陶瓷膜技術(shù)”會是一個突破口嗎?
近日，頗爾集團聯(lián)合清華大學(xué)、北京林業(yè)大學(xué)、北京首創(chuàng)生態(tài)環(huán)保集團股份有限公司、清華蘇州環(huán)境創(chuàng)新研究院、北京市市政工程設(shè)計研究總院有限公司、上海市政工程設(shè)計研究總院(集團)有限公司、中國市政工程中南設(shè)計研究總院有限公司等高校、設(shè)計院和環(huán)保企業(yè)共同起草推出《水處理用管式陶瓷超濾膜組件團體標(biāo)準(zhǔn)》(T/CAMIE 11—2021)(以下簡稱“《團標(biāo)》”)。
大直徑一體式蜂窩狀結(jié)構(gòu)的陶瓷超濾作為新一代水處理技術(shù)，成為水務(wù)市場上一顆亮麗的“新星”。CUFSep™大直徑一體式陶瓷膜超濾，其直徑高達180mm，2.5mm細(xì)流道設(shè)計，大大提高了單支膜的有效過濾面積，相對于傳統(tǒng)的小直徑管式陶瓷膜，有效降低其初次投資成本和占地面積，使其更適用于水處理應(yīng)用。同時陶瓷材料的強化學(xué)穩(wěn)定性，高表面親水性，使得大直徑一體式陶瓷膜超濾相對于傳統(tǒng)有機膜，具有通量更高，不易污堵以及長期使用通量不易衰減的特性，解決了有機膜的污堵，斷絲，以及清洗后通量不易恢復(fù)的問題。
對于陶瓷超濾膜的應(yīng)用推廣，目前行業(yè)內(nèi)尚未有統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)對其結(jié)構(gòu)、性能及測試方法進行規(guī)范描述。《團標(biāo)》的推出，為國內(nèi)進一步推廣陶瓷膜技術(shù)在水處理中的應(yīng)用奠定了基礎(chǔ)，提供了基礎(chǔ)指導(dǎo)建議和參考，將推動未來出現(xiàn)更多陶瓷膜新技術(shù)、新工藝的突破和標(biāo)桿項目，推動膜法水處理技術(shù)節(jié)能減排發(fā)展。
該標(biāo)準(zhǔn)的推出，無疑是膜行業(yè)創(chuàng)新的體現(xiàn)，也引起了行業(yè)的高度關(guān)注。這會是目前水處理領(lǐng)域的重點突破嗎?
原標(biāo)題：“新一代陶瓷膜技術(shù)”會是膜技術(shù)領(lǐng)域的一個創(chuàng)新突破口嗎？