膜产业的蝶变：一个可持续的潜力赛道

慧聪水工业网 2023-12-27 11:06 来源：世环通

前言 Foreword

随着我国的环境治理力度和投入的不断加大，行业从工程时代转入效果时代，水处理领域的需求不断提高，以膜滤为核心的水处理技术迎来用武之地。

在此过程中，我国的膜产业发展迅猛，膜项目数量以及规模都在以较快的速度增长，截至 2021 年，我国有 300 余座大型 MBR 水处理工程（70%左右的工程处理能力达 1 万~5 万 m³/d）。

据统计，我国膜产业从2009年到2021年的复合增长率高达24.77%，2021年膜产业总产值达到3230亿元，预计2025年将达到5000亿元。

在膜技术的应用领域，我国以规模庞大和场景多样成为世界瞩目的新兴市场，是国内外膜企业的必争之地。

经过这些年的发展，膜产业发生了怎样的转变，在面临哪些机遇和挑战，本文将围绕膜产业的发展趋势展开讨论。

01、市场空间：一个可持续的潜力赛道

一个领域的发展前景在很大程度上取决于所针对的需求和问题。中国是世界上最大的水处理市场，从需求端来看，推动我国膜产业发展的有两个主要因素。

一是我国水资源极度匮乏，人均占有量仅仅是世界平均水平的四分之一，按照国际标准，2021年我国有22个省处于缺水状态，被联合国列为13个水资源最贫乏的国家之一。

水资源短缺的问题严重制约着我国的工业化以及城镇化发展，“十四五”规划纲要提出，到2025年，我国常住人口城镇化率将提高到65%，而实现这一要求，至少还需要新增30-50亿m³的水资源。

目前，水资源短缺已经成为我国经济社会可持续发展的瓶颈。而最好的传统水资源替代方法就是污水资源化，我国每年污废水排放总量巨大，但是污水的再生利用率并不高，城市污水再生利用率不足 30%，县城污水再生利用率仅为 14%，由此可见，污水资源化潜力巨大，而膜技术在污水资源化中发挥着不可或缺的作用。

二是我国长期面临着水环境污染的问题。目前，全国范围仍然有10%河流水质为劣Ⅴ类，随着流域治理进程的加快，“十四五”期间七大流域的优良水体（即 I-III 类水体）占比或将提升至 90%以上水平，所以污水厂的出水水质标准也需要不断提升，而更高的出水水质，给膜技术带来更广阔的市场空间。

为了解决我国水资源短缺危机，以及水环境污染问题，我国出台了一系列政策，大力推动污水处理及再生。在国家层面的诸多政策中提到，要加快反渗透膜、纳滤膜的推广，提高膜生物反应器性能、降低成本。

在2020年发布的《国家鼓励发展的重大环保技术装备目录》中，水污染防治领域鼓励发展的装备就有碟式陶瓷膜分离装备以及振动膜生物反应器污水深度处理集成装备等等。

可见膜产业在国家战略产业布局中的重要地位。

另外，膜在产品特征上具有明显的消耗品属性，相比较工程模式，更加具备可持续性，膜企业受到巨大市场波动冲击的风险相对较小。

根据孔径大小差异，膜材料可分为微滤膜、超滤膜、纳滤膜和反渗透膜。每种膜材料都有其对应的使用场景，由于膜材料优异的分离性能，在水处理工程项目中被广泛使用，但是目前来说，市场上平均膜的寿命还是远低于工程项目的运营期限，因此膜也成为水处理项目中的必备耗材。

综合上述因素，膜产品是一个可持续的潜力市场，随着市场需求的迭代升级，膜产业仍然存在十分可观的待释放空间。

02、应用拓展：在多场景获得深度应用

膜技术的一个显著优势在于，可以实现不同组分的分离、纯化、浓缩，是最适合资源化改造的水处理技术。

膜的分离精度高达纳米级别，出水水质稳定，药剂用量少，广泛应用于工业用水处理、市政污水深度处理和再生水、超纯水制备及海水淡化等场景。

应用领域一：高难废水处理

高难废水是指难以进行生物降解的废水，大部分工业生产活动中排出的废水都属于高难废水，比如说印染废水，造纸废水，皮革废水，半导体废水等等。

由于这类废水的可生化性差，预处理要求高，所需要的处理技术工艺链较长，且占地面积大，对运营管理要求很高，如果哪个环节出了疏漏，就会出现出水不达标的风险。

而近年来，由于膜技术的可靠性高，以及成本不断降低，以反渗透为代表的高压膜分离技术为高难废水处理提供了关键的技术支撑。通常采用超滤和纳滤耦合技术，可以大大提高废水中小分子的去除率，使膜通量保持在一个稳定的状态，出水可靠且不容易发生膜污染等问题。

应用领域二：市政污水深度处理和再生水

膜技术在中国的使用已经超过20年，应用于众多领域，尤其是在市政污水处理与再生领域中，累计工程应用规模最大。

在市政污水处理中，应用最广泛的是MBR和“二级出水+MF/UF”工艺，使用该技术，可使污染物完全被截留，此外还能很好的提升污泥浓度，降低污泥负荷，提升降解效率，且能耗大大降低。而“二级出水+MF/UF+NF/RO”工艺多用于再生水生产中，比如地下水回灌、锅炉给水、饮用水源补给，可以很好的去除盐分以及其它难以分离的污染物。

应用领域三：超纯水制备

通过采取发行刊物及举办会议的形式，协会提供法律领域发展的最新动态，并积极解决阻碍民主、和平发展的问题。

应用领域四：RO 为核心工艺的海水淡化

海水淡化技术主要有3种，分别是蒸馏法、电渗析法和反渗透法。据统计，在1986年至2000年，世界上的海水淡化技术是以蒸馏法为主，而2000年以后，由于反渗透技术的不断突破，优势逐渐明显，市场占有率迅速提升。

目前，反渗透（RO）占已经建成的海水淡化项目比例超过60%。反渗透技术相比于多级闪蒸、低温多效蒸馏技术，不需要消耗蒸气，具有高效率、低能耗易自动控制等显著优点。

效果上的优越性让膜技术在多种场景获得应用，随着膜产业发展，越来越佳的成本友好性更加让用膜需求实现了快速释放。

03、膜之挑战：膜产业面临的三大挑战

要解决我国的水资源短缺危机和污水资源化的问题，就一定离不开膜技术。但同时，膜产业在发展的过程中也面临着以下3个问题：

问题一：膜容易发生污堵，给后期运营造成压力

膜技术与传统的水处理技术相比，出水水质是肉眼可见的好，但唯独有个缺陷就是，使用时间一长，膜就容易发生污堵。由于污水的成分复杂，一些微生物和金属离子等聚集在膜表面或者被吸附在膜孔里面，膜就会发生堵塞，进而导致膜的性能降低，缩短膜寿命。令许多企业头痛的是，膜本身购买的时候就不便宜，膜元件还要因为膜污堵问题经常进行更换，造成后期运营成本的增加。

问题二：在高端的工业用膜市场，我国的膜技术

市占率较低

近20年，我国的膜产业经历了一个快速发展期，我们也经常听到，我国许多企业都拥有自主知识产权的膜技术，但是这仅仅是在低压膜，也就是微滤膜和超滤膜领域，所以目前国产膜技术主要还是应用于低端水处理领域，而在反渗透和纳滤膜领域的高端工业用膜市场，国际企业占据了70%的市场份额，我国还是主要依赖进口。

问题三：产学研融合难

一些科研院所对膜的研究成果难以产业化，根本原因在于研发和应用的断层。对于膜技术，我国和国际上相比还有较大差距，如何进行膜领域的技术创新，提高技术转化效率，也是当今膜企需要解决的一大课题。

这些挑战也同时是膜产业未来的突破方向。以工业用膜市场为例，这将是国产膜未来发力的重要方向之一。

结语

需求升级和产业迭代的共振时代

膜产品是水处理行业的“芯片”，膜产业是应对未来水污染、水资源短缺等社会挑战的主力产业。因此，膜产业必将作为国家的战略型产业发展，这是膜产业的一个先天优势。

国内的多样化、大规模市场特性为膜企业提供了极具想象力的市场空间。与此同时，膜行业经过这些年的发展，产品性能和成本友好度均实现了大幅度提升。

尤其是国内膜产业的快速发展，有力推动了膜技术在国内的广泛应用。

需求升级和产业迭代的同频共振正在开启膜行业的新时代。随着水处理行业下半场的到来，社会对用水安全和用水质量的要求不断提高，膜行业也将由此迎来新的机遇。