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1.5 應用總覽

1925年世界上第一個濾膜公司(Sartorius)在德國Gottingen成立。50年代電滲析開始在工業上推廣應用。60年代以來,超濾、反滲透、氣體分離等多個膜過程廣泛應用于各個領域。表1-10~表1-16列出了主要膜分離過程在各個領域的應用。

表1-10 微濾過程的主要用途

表1-11 超濾過程的主要用途

表1-12 反滲透過程的主要用途

表1-13 離子交換膜電滲析的主要用途

表1-14 不同孔徑微孔濾膜的主要用途

表1-15 氣體分離過程的主要用途

表1-16 醫用分離膜的主要用途

我國膜工業技術研究始于20世紀50年代。1958年,中國科學院化學研究所研發出我國第一張膜——聚乙烯醇離子交換膜。60年代初,中國海洋大學閔學頤教授和中國科學院化學研究所朱秀昌先生帶領的研究小組開始探索研究反滲透膜,經1967年全國海水淡化會戰,首次制備出我國的反滲透膜——醋酸纖維素膜,為我國膜科學技術發展打下了良好的基礎。70年代,中國膜技術進入了早期發展階段,膜與膜相關產業得到初步發展,如電滲析、反滲透、超濾和微濾等。80年代,膜技術發展步入繁榮期,新的膜材料不斷涌現,新的應用領域持續拓展。膜法水處理技術被投入使用,如海水淡化、純水生產、液體提純和濃縮等。同時,氣體分離膜也得到較快發展,富氧膜工藝和N2/H2分離膜工藝進入工程化階段。滲透汽化、膜蒸餾、無機膜和膜反應器也進入研究階段。90年代,我國膜技術研究進入快速發展時期,對膜材料與膜過程展開了大量研究。其中,無機膜的開發開始進入商業化階段,被成功應用于傳統化工產業及生物工程等各個行業。經過50年左右,我國的膜產業得到了長足的發展,我國已經跨入獨立自主進行多種膜材料及膜組件研發、設計和生產的國家之列。

進入21世紀以來,我國投入了大量資金支持膜材料的研發和產業化,積極鼓勵膜技術在環境保護及相關領域內廣泛應用,極大地促進了我國膜制造產業的科技進步和膜技術在水污染治理等領域的推廣應用。

目前,我國膜研發和制造產業已初具規模。全國從事膜制品生產的企業400余家,工程公司近2000家,產品種類涵蓋了反滲透、納濾、超濾和微濾等各類膜材料,以及卷式膜、簾式膜、管式膜、板式膜等多種膜組件和膜組器。國內已有江蘇久吾高科技股份有限公司、貴陽時代沃頓科技有限公司、海南立昇凈水科技實業有限公司、山東招金膜天股份有限公司等多家從事膜產業研發生產的企業。表1-17列出了目前國內從事膜產業的主要企業。

表1-17 中國膜產業主要企業

最近十幾年,中國膜產業高度增長,膜產業總產值2005年為100億元,到2015年達到790億元, 2019年已達到2773億元,預計2022年可達到3600億元。在水處理膜、滲透汽化膜、氣體分離膜、離子交換膜、無機膜、膜反應器、新型膜的理論和應用研究方面取得了重要的創新進展,為我國的節能減排與傳統產業改造做出了突出貢獻。

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