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超滤膜将平民化需多久?

发布时间:2011-11-04   浏览次数:

       摁下龙头开关,俯下身,清冽的净水呈抛物线注入口中。世博期间,很多国人游客在直饮水台上找到了当年“撅尾巴管儿”的感觉。这是我国第一次大规模地使用了先进的直饮水技术,很多人头一回直观体验到直饮水的味道。

世博园区使用的是我国自主研发直饮水系统,采用“活性炭+PVC合金超滤膜+紫外线”组合处理工艺,多道处理工序和200多项标准中技术含量最高的便是膜技术。

蒸汽机、电话、电影、汽车、飞机、电视机、计算机……曾在世博会上相继登场,继而深刻改变着人类生产和生活方式。膜过滤技术,有可能“步此后尘”。

系统原理:

三道屏障保证直饮水质量

“直饮水是直接在用户终端直接进行净化,并活化、能量化,模拟自然水的净化体系进行处理。它没有污染、充满生命活力、符合人体生理需要,这种技术在欧美、日本等已成熟。” PVC合金超滤膜发明人陈良刚说。

该系统处理工艺技术思路是:活性炭有效去除水中的各种小分子有机物,降低色度和嗅味;PVC超滤膜彻底去除水中的悬浮颗粒、细菌、病毒、胶体以及大分子有机物等。

“相比传统的化学滤水方法,膜过滤属于物理过程,解决了水的安全性问题,”陈良刚说,“而紫外线有较强的杀菌效果,能起到进一步安全防护作用。”

经过这三道屏障保证,世博直饮水各项水质指标达到了现行国家《饮用水卫生标准》和《饮用净水水质标准》的要求,达到了卫生部公布了直接饮用水的七项标准。

再加上技术人员每天分三班24小时的维护,世博直饮水的浑浊度、pH值100%达标,氨氮含量100%达标,细菌总数合格率达99.99%。

“出水水质优于欧盟标准。”陈良刚说。

———— 核心技术 ————

其形态:PVC塑料制成 布满微孔

PVC合金超滤膜被称为“核心过滤材料”,这层病毒去除率达到99.99%,水资源利用率达99%的“膜”,到底长什么样?

在苏州立昇膜分离公司,记者见到了由PVC塑料制成的、表面布满十万分之一毫米微孔的空心塑料管,有的为乳白色有的为淡黄色,如粉条般顺滑。通过如此细密的微孔,根据不同水质不同环境,采用内压膜和外压膜方法能把脏水过滤成净水。

其功用:世博会将节省350万吨自来水

“传统净水工艺采用混凝、沉淀、消毒等过程,所投放的药剂可能在水中产生衍生物,对人体造成危害。膜过滤技术由于是物理筛分手段,不会对饮用水造成二次污染。原水直接进膜池抽出来就是干净水,不仅能够节省土地70%,而且使水的回用率由95%提高到99%以上。拿上海市做例子,上海每天处理1000万吨生活用水,如果采用膜过滤,每天可节约40万吨水,是典型的节能减排。”陈良刚说。

据预测,上海世博会将迎来7000万人次的游客,以每位游客每天需要1.5升水计算,就是2.1亿瓶500ml的瓶装水。上海世博会直饮水项目节省了近350万吨自来水,减少了1760吨二氧化碳,相当于几座大山的塑料垃圾。

其背景:成本一度居高不下

膜处理技术起源于化工行业,发达国家从上世纪80年代开始将膜技术引入水处理。它占地面积小,物理筛分等优点非常明显。

然而由于国外的技术垄断,膜的成本居高不下。“一台松下桌上型净水器仅仅使用了0.5平方米的膜,在中国卖到3000元。”陈良刚说。上世纪90年代起我国开始研究膜处理,清华大学燃气电机专业毕业的陈良刚是最早的钻研者之一。

“国际膜行业,超滤膜产品主要是使用PE、PVDF材料作为原料。这些原料主要提供给生物和医疗行业,因为这些行业不计较成本,下游原材料就无法产业化。PVDF可以买到200多元一公斤。在研究比较了多种材料后,我发现PVC合金作为一种最廉价的工程塑料,有非常明显的优点:便宜、性能稳定,缺点是:不耐光、不耐高温,而做膜不需要在有强光和高温的条件下处理污水和自来水。”陈良刚说。

其结果:“高贵的膜平民化了。”

PVC材料生产超滤膜,西方有科学家研究过,也在西方的教科书里描述过,用PVC生产超滤膜存在理论上的可能,但从来就没有人成功研发高性能的PVC超滤膜。

在“十五”科技攻关项目中,陈良刚最终研发成功并实现了产业化生产,该技术达到国际领先水平,膜性能与国际同类产品相当,而价格仅相当于国际水平的1/3,使高贵的膜实现“平民化”应用推广成为了可能。膜技术发展到今天,PVC超滤膜已经成了最主要的膜产品之一。

“从某种角度说,目前任何一个处理水的膜技术都是简单的,难的是又要处理好,又要成本低。”陈良刚欣慰地说,“我把高贵的膜平民化了。”

■ 核心提示  世博园区直饮水项目立项后,世博局委托上海市科委进行了专项课题研究,课题由同济大学环境与工程学院与苏州立昇膜分离公司共同承担。经过“活性炭+PVC合金超滤膜+紫外线”这三道屏障保证,世博直饮水各项水质指标达到了现行国家《饮用水卫生标准》和《饮用净水水质标准》的要求,达到了卫生部公布的直接饮用水的七项标准。

■ 延伸阅读

中国超滤膜技术世界领先

全国水价“涨”声一片中,PVC合金超滤膜技术在新建水厂和旧水厂改造中表现出了技术和成本优势。

“目前我们的自来水处理费用已经比传统工艺便宜,而标准大大提高,完全符合即将于2012年执行的《生活饮用水卫生标准》。”陈良刚说。“而且,中国的超滤膜技术已处于世界领先水平。”陈良刚自豪地说。在北京水源九厂项目中,立昇与国外四大膜企业同台竞技而力压群雄,成功为该水厂提供膜技术设备。

世界最大的“双膜法”自来水厂——台湾高雄拷潭净水厂,采用立昇PVC合金超滤膜组件已稳定运行快四年。

“该厂采用了3700支超滤膜组件,日产净水30万吨。采用的UF超滤膜单元和部分反渗透膜单元整合系统处理技术,深度过滤水中离子、悬浮固体、物质胶体颗粒、藻类、寄生孢子、病毒及农药等危害人体的化学物质。”陈良刚说,经历了十多次台风考验以及水源上游遭违法排废等突发事件,水厂供水质量仍保持稳定,显示出了膜法水处理技术是未来解决高污染、高变化性水质处理的范例。

“膜”入寻常百姓家

据了解,受到“世博直饮水”的影响,国内各大城市开始掀起了直饮水热。

陈良刚介绍说,普通家庭也可以应用这技术,为解决家庭饮用水安全问题,早在1997年就研发出家庭用超滤机。与5—10元的桶装饮用水相比,同样的一桶水,超滤机水处理的成本只要0.1元。

陈良刚说:“目前正在研发的全屋净水,能够从手动排污做到自动排污,通过24伏的直流电开发新的控制器,可以定时排污,保证膜的通量,有望今年推向市场。而即热式热水器也是新的研究,传统热水器总有一部分水反复烧,出不来,即热式的在水出来瞬间加热,热效力一般加热管高50%,但由于瞬间功耗比较高、电流比较大,比较适合商业。”“20年来我只做了一件事情,就是不断的提高超滤膜的性能,降低膜的生产和应用成本。”陈良刚说。他至今还在不断研发性能更好,价格更“平民”的超滤膜,他说:“当手机从10万元一台变成500元一台时,谁也没有料到它会如此深刻改变人们的生活,膜也将是这样一种产品。”

   直饮水技术目前在我国还处于试验推广初始阶段,随着技术的不断更新,我想在未来平民化将不会太远!

    

关键词:超滤膜将平民化
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