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神奇的PVDF膜

為了指導膜行業健康發展，中國膜工業協會日前向業內下發了《分離膜“十二五”發展規劃》（下稱《規劃》）?！兑巹潯分刑岬剑壳八幚矸矫娴膽靡颜嫉絿鴥确蛛x膜市場85％的份額，單項處理能力已達到5萬—10萬立方米/日，單項工程合同金額超過億元人民幣大關。就分離膜研究、生產和應用的總體規模而言，我國現已與北美、歐洲并駕齊驅，并很快將躍居世界首位。

包括這份《規劃》在內，至少有7項最新的規劃、文件涉及水處理與分離膜。膜，正成為“十二五”政策交叉支持的“會合點”。對中國方興未艾的水處理產業來說，“膜”力已然初顯。

從北京西郊的蓮石路一路往西，過了永定河便是門頭溝，四下里豁然開朗。遠處，起伏的山巒裹著濃濃綠意直撲眼前，近處則是幾座人工湖水色斑斕，令人仿佛瞬間完成從人間到仙境的穿越。門頭溝區再生水廠就坐落于此。

“是不是感覺這兒的空氣比市區好得多？北京市已把這里定位為西部生態涵養發展區，我們廠則是實現這一步的重要環節。”該廠項目主管李萬意對本報記者說。

每天，他所在的水廠從門頭溝南城地區和沿線村落收集大量市政與生活污水，借助一種膜生物反應器（MBR）技術將污水變為高品質的再生水，年供水量高達1400萬噸。這些再生水除用于當地的綠化灌溉、道路澆灑、建筑沖廁外，更有一部分直接注入被譽為北京母親河的永定河及人工湖，成為當地生態治理與水質修復的幕后功臣。

記者隨后從負責運營門頭溝區再生水廠的碧水源公司獲悉，上述膜生物反應器所用到的主要材料是一種俗稱PVDF膜的中空纖維微濾膜，屬于分離膜的一種。以膜為基礎進行污水處理的工藝就被稱為膜法水處理工藝。

和傳統的沙濾、絮凝沉淀等方式相比，用膜法處理污水不僅能得到優質的水源，更避免了用化學方法所造成的二次污染，故當下成為各地水處理市場的主流選擇，在海水淡化、垃圾滲濾液處理等領域均有著廣泛應用。

步入門頭溝區再生水廠的廠區，率先看到的既非廠房，也非水泵，卻是一個籃球場大小的池塘，居中架著木質觀景臺，一角則設計成微型瀑布，清泉汩汩流淌。

“這個池子的水源其實就是我們生產的再生水——原先都是污水，但現在甚至可以養魚。”李萬意笑說。

記者隨后在進水車間看到，這些在池中看來透明澄澈的清水，處理前卻是渾濁污穢、臭氣熏天。只有經過預處理、生化處理、膜分離、剩余污泥處理、中水回用這五大單元的處理程序之后，污水才“脫胎換骨”成為一泓清泉。

這其中，最關鍵的兩個步驟就是生化處理和膜分離——兩者合在一起即是將高效膜分離技術與活性污泥法相結合的所謂“膜生物反應器技術”。

“污水中最多的就是有機物，通過活性污泥中的微生物可以顯著降解有機物。”李萬意解釋說。

順著他所指的方向，記者看到三大片組合生化池內盡是死氣沉沉的土黃色污泥，但細觀之下卻可發現污泥表面在不斷發生輕微的騰挪與變化。

“這是因為底下有攪拌器攪拌，用以加快有機物的降解。而每個生化池的作用也不一樣，如厭氧池負責除磷，缺氧池就負責脫氮。”李萬意說。

經過這一步之后，污水就來到最核心的區域——膜池。只見池中的污水起伏跌宕，有如滾燙沸騰的巖漿；兩邊池壁上則探出20余根管狀物，直插入“巖漿”中，仿佛翻江倒海的蛟龍。

“這些管子里裝的就是PVDF膜。通過膜分離后，污水中的污泥被留在外面，潔凈水則被抽出。另外，有部分管道是用來向池中打入壓縮空氣，為的是讓膜絲充分擺動。”李萬意說，“如果不擺動的話，則膜絲很快就會被污泥堵塞。”

在他看來，傳統水廠出來的水水質差，根本達不到國家一級A的水平，但用膜生物反應器處理的水已經優于國家一級A了。

記者稍后在碧水源的產品陳列室中見到了PVDF膜的廬山真面目——一根根密密排列的白色細管，具有良好的親水性和抗拉強度。

“這些膜絲被泡在污水中，通過一定的壓力就可使水通過膜絲中的孔隙被抽取出來。由于孔徑非常細小，連肉眼都看不見，因此能阻隔大部分細菌、大分子有機物等。”碧水源有關人士介紹說。

他指出，通常這么細的膜絲加上中間有孔隙，很容易被拉斷，但碧水源生產的膜絲抗拉強度卻可達到200牛頓，這是由于膜絲中加入了自主研發的內襯，從而大幅提高了強度。

“目前我們在國際上和GE、三菱同處第一梯隊；第二梯隊有西門子等；其余公司都算第三梯隊。”碧水源董事長文劍平告訴本報記者，第一梯隊的PVDF膜抗拉強度能達到200牛頓，通量為25—27（單位L/m2/h，下同），使用壽命達到5—10年。而第二梯隊的膜抗拉強度只有11牛頓，15的通量，2—3年的使用壽命，“第三梯隊就不用提了，只有4牛頓以下，10的通量，1年的使用壽命。”

他表示，國內很多水處理項目一開始為了省錢都用了“第三梯隊”的膜，但僅過了一年就會去找碧水源重做項目，“我們做了很多這樣的事情。人們會發現，第三梯隊的膜就算價格再低也不敢用”。

這或許正是為什么碧水源從上市之初就受到強烈追捧的原因之一。