日本膜技术为何处于领先地位?

2016-12-03

    20世纪60年代开始,日本在国家层面进行顶层设计,政府组织一系列国家攻关项目并给予经常性的经费支持,构筑了日本膜领域的知识创新体系、技术创新体系和服务体系。       同时通过资源整合,企业集团的技术创新能力、市场开拓能力得到提升,在全球膜领域占据重要地位。       日本膜企业为何重要?       目前,日本膜企业的业务范围遍布全球。       过去三十年间,日东电工集团美国海德能公司、东丽株式会社、东洋纺织公司与美国陶氏化学几乎垄断全球反渗透膜的供应,直到近年其垄断地位才略有松动。       三菱丽阳公司、旭化成公司、久保田株式会社在超滤、微滤膜技术领域处于全球领先地位,其业务范围也覆盖全球。       日本膜企业何处领先?       1985-2014年全球膜技术相关专利申请主要集中于日本、中国、美国、德国和韩国,专利量占总量的84.1%。其中日本的膜技术公开专利数最多,占26.2%,其次为中国(24.2%)、美国(18.9%)、德国(8.2%)。日本专利权人集中于企业,而中国专利权人集中于高校。       在全球公开专利数排名前20的专利权人中,日本拥有16个席位,占专利总量的9.8%。其中,日本丰田自动车株式会社公开专利数达1742项,远高于其他机构,排名第二的东丽工业公司专利数为1046项,其余机构的专利数均未超过800项。       再来看各专利权人的研究方向,丰田自动车株式会社主要研究方向为固体电解质的燃料电池及其制造、燃料电池的零部件及其制造;东丽工业公司、栗田水工业有限公司和日东电工株式会社以渗析法、渗透法或反渗透法处理水、废水或污水为主。       日本膜技术应用如何?      净水行业       日本膜分离(MF/UF)净水设施的建设非常迅速,设施数呈直线增长,1992年仅为7处,而2013年末总数达到了809处,日处理能力达到了1.5×106 m³/d。日本反渗透膜(RO)净水设施数逐年呈稳定增加,在2008年后累积处理水量增加趋势变缓,截至2013年,日本反渗透净水设施数达到639处,累积日处理能力为6.47×105 m³/d。超滤/微滤净水设施在净水设施中所占的比重明显增加,从2000年的25%增加到2013年的70%。       2000年,日本膜技术自来水厂处理能力仅为100×103 m。膜技术主要应用于小型供水系统,其中71%的膜系统产水量小于500 m³/d,产水量大于1 000 m³/d的膜系统仅占13%。       2004年,一些产水量超过10×103 m3/d的大、中型水厂也开始使用膜技术。在2月,处理能力达到30×103 m3/d的膜法供水系统在东京都羽村市建成投入使用。       2005年,横滨市和福冈市也安装了产水量为100×103 m3/d的大型供水系统。   废水处理       日本MBR处理技术起步较早,但最初都是应用于小规模的污水处理系统,包括在线污水处理净化槽系统、粪便处理系统、建筑污水回用系统以及工业废水处理,直到2005年才将其应用到大型的市政污水处理工程。虽然总体上应用规模较小,但其对全球MBR技术的发展推动较大。       日本利用反渗透膜处理工业废水的技术早在1974年就已出现,并持续得到越来越广泛的运用。到2013年,利用反渗透膜处理工业废水的设施已建成215处,累积处理能力达到1.85×105 m3/d。这些装置85%以上出水以上仍然用于工业。   海水淡化       脱盐装置在日本应用较早(20世纪60年代),且从80年代起迅速发展。2013年日本的脱盐装置累计产水量达到1.64×106 m3/d。
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中国科学家用石墨烯实现太阳能高效海水淡化,转化率80%

2016-12-01

    中国研究人员21日在美国《国家科学院学报》上报告了一种高效、便携的太阳能海水淡化技术,能以高达80%的能源转换效率把海水转化成高质量的饮用水。         负责研究的南京大学现代工程与应用科学学院教授朱嘉介绍,他们使用的是一种太阳能海水淡化利用光蒸馏原理的技术,无需其他能量即可产生淡水,因此为理想的海水淡化方案,但由于能量转换效率较低,一直无法大规模应用。       为此,朱嘉课题组提出一种新思路,它有两大创新之处:一是利用石墨烯制成可折叠而且轻便的薄膜,用来吸收太阳能蒸馏海水,大大增加了便携性;二是让石墨烯吸收体与海水分隔开,降低热导损耗。       此外,由于在过去绝大部分工作中,吸收体与水直接接触,造成能量通过水本身的导热而耗散掉,所以需要光学聚焦、隔热等手段维持热平衡。他们设计了一个特殊的二维水通道,不让吸收体与海水直接接触,所以不需外界辅助,就能实现高效转换。       据报道,朱嘉课题组设计的是一个由泡沫聚苯乙烯制成的圆柱形热绝缘体,热绝缘体外层涂以织维素涂层构成特殊水通道,圆柱体顶部覆盖着石墨烯薄膜。工作时,织维素通过毛细作用从下部水池吸水,供给上方薄膜加热成蒸汽,进而收集淡水。       朱嘉介绍,之前光到蒸汽的能量转换效率在同等条件下一般为60%左右,而他们的装置可达到80%,转化后水质经初步检验超过世界卫生组织等国际通用标准。加上薄膜可折叠且轻便,制造成本较低,所以“应用范围大大提高”。当然,这个装置长期工作的稳定性还需要时间以及在不同应用场景下进行检验。         水资源短缺一直是世界各国都关注的焦点问题,而我国虽然幅员辽阔,却是世界上水资源最缺乏的国家之一,人均占有量少,水患问题也多。       据公开资料显示,我国的年水资源总量为2.8万多亿吨,居世界第六位,人均水量不足2400m³,仅为世界人均水量的1/4,世界排名第110位,被联合国列为13个贫水国家之一。同时,我国水域普遍受到了不同程度的污染,降低了水资源利用的功能。全国600多个城市中,有400多个城市供水不足,100多个城市严重缺水,每年缺水量达60多亿m³。       朱嘉说,他们的这项技术或许可以为这项世界难题补充一个不同的方法和思路。面对水资源短缺的例如沙漠、海岛之类的特殊地点,贫困欠发达地区或遭受自然灾害的地方,绿色、便携、高效的水处理技术正是这类地区所急需的。       海水淡化技术尚未达到领先水平       目前,我国的海水淡化技术仍与其他国家有较大差距,而且主要用于工业。据兴业证券研究报告显示,我国国内吨水成本较高,从成本结构来看,能源成本占到吨水成本的四成到五成。国内海水淡化吨水平均成本达到5~8元,明显高于海外先进项目(以色列)的3~4元。       当下,走在海水淡化技术前列的国家当属以色列。尽管以色列本身的淡水资源十分缺乏,但是靠着世界领先的海水淡化技术,不仅满足了本国需要,还能向其他国家出口淡水。其中,位于以色列南部的IDE技术公司发明的反渗透法淡化海水技术最为有名,IDE公司凭借这项技术甚至被财富杂志评为2016年改变世界的企业第2名。       解决难题:政策发力 企业并购       为了弥补我国国内水资源短缺问题,国务院在2012年就发布了《关于加快发展海水淡化产业的意见》,然而实际情况却不尽如人意。       据中国水网报道,2012至2015年,全国海水淡化工程规模复合年增长率仅为8.3%。发展意见中的一系列量化目标:包括到2015年,海水淡化能力达到220万-260万吨/日,对海岛新增供水量的贡献率达50%以上,对沿海缺水地区新增工业供水量贡献率达15%以上,海水淡化原材料、装备制造自主创新率达70%以上等等,都没有实现。     今年,海水淡化议题再起,出现多起国内企业主导并购海水淡化公司案例。       先是巴安水务宣布将收购瑞士水务股权,以获得源自国际巨头IDE公司的海水淡化核心技术。而后,天壕环境全资收购了拥有5个海水淡化项目,以及十多项脱盐技术的赛诺水务。8月初,巴安水务宣布将再次出手,以96.7万欧元收购德国上市公司ItN的64%股权,ItN的核心产品陶瓷平板膜可以用于海水淡化反渗透工艺的前端处理。而在8月中旬还传出,中国交通建设股份有限公司正在参与全球海水淡化巨头IDE 技术公司的竞价收购,他们的非约束性报价高达43亿元人民币。       在国内技术没有进一步突破的前提下,并购其他海水淡化技术较为先进企业也不失为一个办法,但是,始终要自己掌握核心技术才有底气。朱嘉也表示,目前还需要提高太阳能海水淡化的效率,同时降低成本,才能提高适用范围。
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肯尼亚天价土地或使拟建海水淡化项目夭折

2016-11-30

    据外媒报道,近日,肯尼亚第二大城市Mombasa市市长HassanJoho对外宣布,该市拟建的海水淡化项目可能由于“天价”土地而被迫中止。据报道,该海水淡化项目位于肯尼亚北海岸的Shanzu地区,计划日产水量10万m3。     Joho表示:“目前,计划用于该项目的土地价格高的离谱。几年前,3英亩土地价格只有900万肯尼亚先令(约合88448美元);而现在,同样面积的土地价格已暴涨至3900万肯尼亚先令(约合383273美元)。       据了解,在过去几年,Shanzu郊区靠近印度洋的高级海滩附近的土地价格已经上涨了四倍。       上月,Mombasa市公开了针对该海水淡化项目进行可行性研究的项目意向书。可行性研究将覆盖整个海水淡化厂的设计、建设以及运行过程。       “最初计划建设该海水淡化厂的初衷是为了解决Mombasa市日益加剧的居民与工业用水短缺问题。”Joho表示。
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城市下水道清淤有了机器人

2016-11-28

将智能机器人引入地下方涵内,在无须断水截流的工况下,通过全作业面视频及感应监控,完成机器人工作行走、取泥、输泥,全部过程大大加快了工程进度,节约了工程开支。污泥运至地面后立即进行无害化处理,经除臭脱水控制,将改良后无臭污泥直接运往污泥处置地,最终由食土蚯蚓生物降解翻新并堆肥,成为可循环利用土壤。这是北京恒通国盛环境管理有限公司在中国水博览会上向观众展示的最新技术。   据恒通环境行政总监介绍,管道清淤工业机器人,以机器人代替人工进入管道,在不截流不开挖的情况下实现管道的清淤;机器人具备无线远程遥控和全程可视化控制技术以及声纳成像技术,能智能跨越障碍物,同时具备高强度输送高浓度污泥的能力,耐酸碱、耐腐蚀,实现工业化高强度连续作业。清淤时不开挖、不截留、不下人、不排气、不用水、不影响交通,环保安全。主要运用于城市下水道(箱涵、暗河)清淤疏浚。目前,已经在北京、天津、河北、广州、辽宁等城市承接大型清淤工程,工程效果得到了业界认可和赞许。   据悉,公司拥有多项下水道清淤设备专利技术,在长达五年的探索中,在十几个大中城市进行了管道清淤设备测试,在大型排水管道清淤、箱涵清淤、中小型管道清淤、竖井清掏、雨水收集口快速清淤、管道非开挖施工技术、带水清淤作业等业务领域积累了大量的施工经验。在城市排水管网运营管理方面,也积累了宝贵经验,可为将来城市管道智能化发展提供帮助。
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环境保护部与秘鲁环境部签署环境合作协定

2016-11-26

    利马当地时间11月21日,在国家主席习近平和秘鲁总统库琴斯基的共同见证下,中国外交部部长王毅代表环境保护部与秘鲁环境部部长加拉尔萨签署了《中华人民共和国环境保护部与秘鲁共和国环境部环境合作协定》。       自2000年双方签署《中华人民共和国政府和秘鲁共和国政府环境合作协定》以来,通过邀请秘鲁环境官员来华参加环境保护援外培训班等形式,双方开展了一系列交流。2016年7月,应秘鲁共和国政府邀请,环境保护部部长陈吉宁作为习近平主席特使出席了秘鲁总统权力交接仪式。本次协定结合双方新的重点关注领域,对原有协定内容进行了补充和更新。       中秘两国同属发展中国家,当前,两国全面战略伙伴关系继续发展,通过此次签署合作文件,双方将在环境保护、自然资源可持续管理及环境科技创新等共同感兴趣的领域开展合作。双方将通过务实合作,挖掘环保领域的合作潜力,助力落实两国2016年至2021年共同行动计划,为全球2030可持续发展议程做出积极贡献,在合作中实现绿色发展和谐共赢。
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赛诺膜中标美国最大水处理再生水厂

2016-11-24

    赛诺美国膜产品销售公司中标美国同类水处理事业中规模最大的加利福尼亚州WestBasin再生水厂4期替换工程。     WestBasin再生水厂是美国加利福尼亚州洛杉矶地区的回用水处理厂,是全球十大再生水厂之一。从90年代逐渐兴建,服务于当地周边17个城市及洛杉矶地区的100万人口,通过对外部水源、地表水、雨水、海水淡化及再生水等多种水源进行处理回用,供给当地工业及生态用水,很好的预防保护了洛杉矶沿海区域的生态,并解决了加州内水源紧缺的问题。Westbasin一共有5期再生水工程。         赛诺膜产品从今年2月份开始在该水厂分别针对4期及5期系统进行中试,并与国际超滤膜品牌同系统对比运行,运行结果优于竞争对手。本次中标项目为水厂4期工程,赛诺浸没式产品通过客户超过9个月的中试性能测试,运行数据远远高于现有系统运行数据,得到客户的充分肯定,并获得最终订单。赛诺高性能超滤膜产品在WestBasin再生水厂实现成功应用,为赛诺膜产品北美市场开拓及国际化进程再次助力。
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