問(wèn)“膜”哪得清如許

縱觀(guān)膜分離技術(shù)的發(fā)展史，其實(shí)是一個(gè)由軍用向民用轉(zhuǎn)化、不斷推陳出新的過(guò)程。要知道，最初的膜技術(shù)是直接服務(wù)于軍用領(lǐng)域，特別是用于潛艇、艦艇的海水淡化。

7月28日上午，四川北川縣曲山鎮(zhèn)村民劉慶國(guó)，走到這輛昨天開(kāi)來(lái)的流動(dòng)應(yīng)急凈水車(chē)旁，接了滿(mǎn)滿(mǎn)一杯水，喝完，高興地說(shuō)：“好喝得很！一點(diǎn)怪味也沒(méi)有。沒(méi)想到從這輛車(chē)上放出來(lái)的水就像礦泉水一樣，真神奇??！”說(shuō)著，他又從流動(dòng)凈水車(chē)的水龍頭上接了幾杯水喝。凈水車(chē)旁，擠滿(mǎn)聞?dòng)嵍鴣?lái)的群眾和多家媒體的記者，他們對(duì)著這輛貌似普通卻又功能奇特的汽車(chē)稱(chēng)贊不已。

這種在地震災(zāi)區(qū)立下了汗馬功勞的流動(dòng)應(yīng)急凈水車(chē)，接下來(lái)還會(huì)服務(wù)于即將到來(lái)的北京奧運(yùn)會(huì)，而其核心就是基于反滲透原理的膜技術(shù)。

神奇膜新銳技術(shù)

膜技術(shù)，具體來(lái)說(shuō)就是膜分離技術(shù)，是21世紀(jì)最有發(fā)展前途的新型高科技分離技術(shù)之一。因其具有在分離過(guò)程中物質(zhì)不發(fā)生相變、分離效果好、操作簡(jiǎn)單、運(yùn)行成本低且無(wú)二次污染等特點(diǎn)，而在化工、電子、石油、紡織、醫(yī)藥等領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用。

作為一種新技術(shù)新產(chǎn)品，實(shí)際上麼還是有很多種的。7月25日，北京鼎創(chuàng)源膜技術(shù)開(kāi)發(fā)有限公司市場(chǎng)部經(jīng)理周漢輝在接受采訪(fǎng)時(shí)提到，按形態(tài)，膜就有板式膜、卷式膜和中空纖維膜三種，其中中空纖維膜又分為內(nèi)壓式和外壓式兩種；按分離的精度，又有微濾、超濾、納濾和反滲透之分。不同的膜，對(duì)技術(shù)的要求是不同的。

目前，鼎創(chuàng)源是國(guó)內(nèi)比較早開(kāi)始中空纖維膜研發(fā)、生產(chǎn)的公司。公司的技術(shù)人員自1998年就已開(kāi)始進(jìn)行中空纖維膜生產(chǎn)制備及膜分離技術(shù)的應(yīng)用推廣，現(xiàn)在公司已擁有十余種材質(zhì)及分離精度的超濾與反滲透產(chǎn)品，可滿(mǎn)足不同工程的需求。特別是鼎創(chuàng)源的中空纖維膜產(chǎn)品，因其良好的性?xún)r(jià)比，極具市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)。而低壓節(jié)能型中空纖維反滲透膜，更是被國(guó)家科技部列為2005年國(guó)家火炬計(jì)劃項(xiàng)目。

鼎創(chuàng)源具有完全自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的這種中空纖維膜，比起傳統(tǒng)的板式膜和卷式膜有了很大的進(jìn)步。其管徑只有頭發(fā)絲的1/6粗細(xì)，具有通水量大、占地少、緊湊、節(jié)約成本、不易污堵以及強(qiáng)度高等特點(diǎn)，另外其清水性能也優(yōu)于板式膜和卷式膜。該產(chǎn)品不但可以完全替代進(jìn)口產(chǎn)品，并且在質(zhì)優(yōu)價(jià)廉的基礎(chǔ)上，平均壽命是進(jìn)口產(chǎn)品的2～3倍。目前世界上只有日本的東洋紡公司和美國(guó)的杜邦公司可以生產(chǎn)此類(lèi)產(chǎn)品。

縱觀(guān)膜的發(fā)展史，其實(shí)是一個(gè)由軍用向民用轉(zhuǎn)化、不斷推陳出新的過(guò)程。最初的膜技術(shù)直接服務(wù)于軍用，特別是潛艇、艦艇的海水淡化上。如此重要的戰(zhàn)略地位，使得歐美、日本等持有反滲透膜技術(shù)的國(guó)家都對(duì)中國(guó)長(zhǎng)期實(shí)行禁運(yùn)。而現(xiàn)在，中國(guó)的鼎創(chuàng)源通過(guò)自主研發(fā)，打破了這一技術(shù)壟斷，在反滲透膜領(lǐng)域躋身國(guó)際先進(jìn)行列。

神奇膜變濁為清

提到在這次奧運(yùn)會(huì)當(dāng)中即將發(fā)揮作用的“車(chē)載移動(dòng)式應(yīng)急供水裝備”，周漢輝介紹說(shuō)，這種車(chē)目前每小時(shí)能夠生產(chǎn)出2000袋100毫升的水，完全可以直接飲用。交談中，周漢輝總是避免用純凈水的概念。在他看來(lái)，這種說(shuō)法無(wú)疑是錯(cuò)誤的。

“用反滲透膜處理過(guò)的水，我們叫純水。純水是不含任何礦物質(zhì)、鹽離子的水，它的全部組成就是H2O，而凈水是一個(gè)相對(duì)的概念。……像用超濾處理過(guò)的水，水中已經(jīng)不含工業(yè)熱源污染物、病毒、膠體微生物，但仍會(huì)含有部分礦物質(zhì)，這個(gè)我們才叫凈水。事實(shí)上，純水是不適于人體直接飲用的，因?yàn)槠淙芙庑詷O強(qiáng)，且不含任何微量元素，反而會(huì)將人體本身的微量元素淋失。而我們平常所說(shuō)的直飲水是由純水與凈水按一定比例勾兌而成的?！?/p>

為什么經(jīng)過(guò)膜處理過(guò)的水就可以達(dá)到直飲水的標(biāo)準(zhǔn)呢？其實(shí)技術(shù)的關(guān)鍵在于“反滲透”，理解了反滲透，“問(wèn)渠哪得清如許”的疑問(wèn)就會(huì)迎刃而解。

簡(jiǎn)單地說(shuō)，膜在濾水過(guò)程中起的是篩子的作用，這種篩子的作用就表現(xiàn)在膜對(duì)水中的物質(zhì)具有一種選擇性的透過(guò)能力。因此，膜就像一個(gè)勤勞的“把關(guān)人”，把水中的物質(zhì)與水本身分離——這就是“膜分離法”。一般作為“把關(guān)人”的膜都是一種被稱(chēng)為“半透膜”的膜，這種膜只能透過(guò)溶質(zhì)，而不能透過(guò)溶劑。

經(jīng)過(guò)膜的把關(guān)分離后，膜兩邊的水與含有其他物質(zhì)的鹽水達(dá)到一種靜態(tài)平衡，雙方“勢(shì)均力敵”。此時(shí)，在含有大量其他物質(zhì)的鹽水一側(cè)施加一個(gè)外力（如同你佇立不動(dòng)時(shí)，別人突然推你一把，你自身的平衡被打破，結(jié)果就跌了一跤），鹽水中的水就會(huì)通過(guò)膜逆向擴(kuò)散，反滲透就產(chǎn)生了。用這種方法進(jìn)行的濃縮或者純化溶液的分離方法，就是反滲透法。利用反滲透原理，制造出不同量級(jí)的精密材質(zhì)，用于水的有機(jī)處理、濃縮、純化，就得到不同純度的水。

神奇膜入圍奧運(yùn)

2001年申辦奧運(yùn)會(huì)主辦權(quán)時(shí)，中國(guó)曾對(duì)世界做出要把本屆奧運(yùn)會(huì)辦成綠色奧運(yùn)、科技奧運(yùn)、人文奧運(yùn)的莊嚴(yán)承諾。七年來(lái)，這三大承諾正在一項(xiàng)項(xiàng)由藍(lán)景變?yōu)楝F(xiàn)實(shí)。科技部部長(zhǎng)萬(wàn)鋼說(shuō)過(guò)：“即將開(kāi)幕的北京奧運(yùn)會(huì)，一定會(huì)成為奧運(yùn)歷史上科技含量最高的一屆運(yùn)動(dòng)會(huì)，廣大運(yùn)動(dòng)員和民眾都將享受到這些科技成果帶來(lái)的便利?！倍唧w到本屆奧運(yùn)會(huì)期間的水處理環(huán)節(jié)，使用的就是基于反滲透原理的膜技術(shù)。

據(jù)悉，美國(guó)的陶氏、GE和北京的鼎創(chuàng)源等公司都將為北京奧運(yùn)會(huì)提供先進(jìn)的反滲透技術(shù)。

陶氏水處理事業(yè)部的反滲透膜設(shè)備將用于北京的三家污水處理廠(chǎng)。這三處新增的污水再利用設(shè)施是與北京奧運(yùn)會(huì)有關(guān)的基礎(chǔ)設(shè)施投資的一部分，每天能回收處理4.5萬(wàn)噸污水，這一處理量在與北京奧運(yùn)相關(guān)的市政污水再利用項(xiàng)目中居首位。

GE則讓鳥(niǎo)巢凈雨為水。根據(jù)相關(guān)報(bào)道，整個(gè)鳥(niǎo)巢雨洪綜合利用工程的面積相當(dāng)于6個(gè)足球場(chǎng)，雨水收集面積達(dá)22公頃，年回收利用總量約為6.7萬(wàn)立方米，設(shè)計(jì)日凈產(chǎn)水量為2000立方米。遍布于鳥(niǎo)巢及周邊綠地的收集引流系統(tǒng)可以將雨水匯集至6座地下蓄水池中，其最大儲(chǔ)水能力高達(dá)1.2萬(wàn)立方米。經(jīng)凈化處理后的“雨水”可用于場(chǎng)館綠化、賽場(chǎng)用水、空調(diào)冷卻、道路和汽車(chē)清洗，以及洗手間沖洗等，且水質(zhì)遠(yuǎn)高于國(guó)內(nèi)中水回用標(biāo)準(zhǔn)。

鼎創(chuàng)源是這次“膜技術(shù)服務(wù)奧運(yùn)”的新貴。由于在水處理技術(shù)上的卓越表現(xiàn)，鼎創(chuàng)源公司成為2008年北京奧運(yùn)會(huì)部分場(chǎng)館水處理項(xiàng)目的合作伙伴，主要負(fù)責(zé)奧運(yùn)會(huì)開(kāi)閉幕式演員排演場(chǎng)和禮賓排演場(chǎng)兩個(gè)地方的水處理工作。而他們的法寶就是公司自主創(chuàng)新的反滲透膜系列產(chǎn)品。

公司市場(chǎng)部經(jīng)理周漢輝在介紹鼎創(chuàng)源的先進(jìn)膜技術(shù)時(shí)，言語(yǔ)間流露出自豪之氣，他說(shuō)：“我在外面參加展會(huì)的時(shí)候，總喜歡做一個(gè)實(shí)驗(yàn)，就是把墨水倒在一個(gè)杯子里與清水混合，然后用我們的反滲透膜產(chǎn)品過(guò)濾，過(guò)濾出來(lái)的水，我常常就是直接喝了，因?yàn)樗耆梢赃_(dá)到飲用水標(biāo)準(zhǔn)，而且遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于中國(guó)現(xiàn)行的飲用水標(biāo)準(zhǔn)。”

神奇膜服務(wù)百姓

實(shí)際上，膜技術(shù)除了在奧運(yùn)會(huì)中展現(xiàn)風(fēng)采外，也已經(jīng)服務(wù)于百姓生活。雖然目前在老百姓的使用習(xí)慣和接受觀(guān)念方面還存在障礙，但相信隨著時(shí)間的推移，這項(xiàng)技術(shù)應(yīng)該會(huì)普及到平常百姓家，可以說(shuō)市場(chǎng)廣闊。目前利用膜技術(shù)開(kāi)發(fā)的優(yōu)質(zhì)直飲水設(shè)備、中水回用設(shè)備、家用凈水器等已經(jīng)由實(shí)驗(yàn)室走向市場(chǎng)，廣泛用于工業(yè)與城市給水處理、小區(qū)優(yōu)質(zhì)飲用水提供、中水回用及苦咸水處理等領(lǐng)域。

鼎創(chuàng)源走的就是這樣一條先技術(shù)后市場(chǎng)的發(fā)展道路。

目前在北京甚至全國(guó)，鼎創(chuàng)源的產(chǎn)品已經(jīng)在多個(gè)領(lǐng)域有所應(yīng)用，舉例來(lái)說(shuō)，他們涉足的領(lǐng)域有醫(yī)藥制劑、直飲水、中水回用、苦咸水處理以及垃圾滲濾液深度處理等。不過(guò)，在鼎創(chuàng)源發(fā)展史上，在北京的優(yōu)質(zhì)水工程中的出色表現(xiàn)，卻是頗為濃墨重彩的一筆。

回憶起公司的成長(zhǎng)史，周漢輝說(shuō)，其實(shí)鼎創(chuàng)源的誕生，最初就是為了解決北京豐臺(tái)地區(qū)居民用水問(wèn)題。當(dāng)時(shí)的豐臺(tái)地區(qū)，地下水氟、砷嚴(yán)重超標(biāo)，當(dāng)?shù)厝罕娍嗖豢把裕恍┘膊“l(fā)病率也遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于全國(guó)平均水平。鼎創(chuàng)源就在這樣的情況下“臨危受命”。

其實(shí)不只是豐臺(tái)，北京的大部分地區(qū)都存在這樣或那樣的水質(zhì)問(wèn)題。地下水的缺點(diǎn)就在于一是不可再生，數(shù)量有限；二是礦物質(zhì)、重金屬含量可能會(huì)過(guò)高，水硬度大。

到目前為止，鼎創(chuàng)源已經(jīng)承攬了北京南郊地下水反滲透技術(shù)應(yīng)用工程，并采用納濾技術(shù)對(duì)北京市自來(lái)水三廠(chǎng)地下水實(shí)施硬度改善，還為房山區(qū)青龍湖鎮(zhèn)小苑上村設(shè)計(jì)實(shí)施優(yōu)質(zhì)飲用水站，解決了小苑上村民水質(zhì)型飲水缺乏的困境。此外，鼎創(chuàng)源還承接了很多直飲水項(xiàng)目。

“我們給那些高檔小區(qū)供給的直飲水，用的就是膜技術(shù)。我們的水質(zhì)達(dá)到并超過(guò)了GB5749-2006生活飲用水衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)，但處理后每噸賣(mài)出的價(jià)格才24元?！睂?duì)此，記者算了一筆帳，現(xiàn)在市面上的桶裝水價(jià)格在15元左右，一桶水大概是18.9升。如果把一桶水近似認(rèn)為是20升，一噸水就可灌裝50桶水，以15元的價(jià)格計(jì)算，一噸水少說(shuō)也要750元，遠(yuǎn)遠(yuǎn)高出利用膜技術(shù)生產(chǎn)出的直飲水。

周漢輝在交談中告訴記者，每出一次國(guó)，他都會(huì)感慨一次：國(guó)外的星級(jí)賓館不提供飲用的熱水。據(jù)說(shuō)是外國(guó)人對(duì)中國(guó)人喜歡喝熱水有一個(gè)誤解，認(rèn)為是因中國(guó)的水質(zhì)太差所以才要燒開(kāi)了喝。實(shí)際上，這只是中國(guó)人的飲水習(xí)慣而已。不過(guò)中國(guó)確實(shí)有很多地方需要迎頭趕上。目前也沒(méi)有一家水廠(chǎng)能達(dá)到。自來(lái)水管線(xiàn)老化、水源地污染和水廠(chǎng)消毒投放大量次氯酸鉀造成的次氯酸根嚴(yán)重超標(biāo)等問(wèn)題都是水質(zhì)不好的基本因素，也是中國(guó)水廠(chǎng)普遍落后于世界的原因所在。

周漢輝說(shuō)，現(xiàn)在北京的某些水廠(chǎng)、水站已開(kāi)始有意識(shí)的將膜技術(shù)應(yīng)用到了水處理、水生產(chǎn)當(dāng)中。

神奇膜遠(yuǎn)景前瞻

我國(guó)是一個(gè)嚴(yán)重缺水的國(guó)家。人均水資源占有量?jī)H為世界的1/7。水利部水資源司司長(zhǎng)高而坤2007年10月在接受新華社記者采訪(fǎng)時(shí)提到：我國(guó)水資源人均占有量少，時(shí)空分布不均的矛盾在短期內(nèi)難以緩解，水資源供需矛盾仍然十分突出。在正常情況下全國(guó)年缺水總量為300億～400億立方米，每年有1億～3億畝農(nóng)田受旱，669座城市中有400余座供水不足，在32個(gè)百萬(wàn)人口以上的特大城市中，有30個(gè)長(zhǎng)期受缺水困擾。

缺水危機(jī)再具體到南北方來(lái)說(shuō)，就是南方水質(zhì)性缺水比較厲害，而北方則主要是水源性缺水。

另一個(gè)不爭(zhēng)的事實(shí)是，在我國(guó)有限的水資源中，還有一部分屬于苦咸水或重金屬高富集的水，而這類(lèi)水主要集中于北方地區(qū)，也是不適宜人體直接飲用的。

如何解決水資源匱乏的現(xiàn)實(shí)危機(jī)？膜技術(shù)的應(yīng)用給我們提供了很好的思路。由于膜分離技術(shù)幾乎可以實(shí)現(xiàn)一切液體物質(zhì)的分離和濃縮，能夠去除水中99%左右的各種離子，因而可以廣泛應(yīng)用于電力、石化、鋼鐵等高排放、高污染行業(yè)的廢水循環(huán)利用，海水淡化、苦咸水淡化中的脫鹽處理，以及各種直接飲用水、醫(yī)用超純水的制取。

相關(guān)鏈接

膜在自然界中，特別是在生物體內(nèi)是廣泛而恒久存在的，它與生命起源和生命活動(dòng)密切相關(guān)，是一切生命活動(dòng)的基礎(chǔ)。膜是具有選擇性分離功能的材料。利用膜的選擇性分離實(shí)現(xiàn)料液的不同組分的分離、純化、濃縮的過(guò)程稱(chēng)作膜分離。它與傳統(tǒng)過(guò)濾的不同在于，膜可以在分子范圍內(nèi)進(jìn)行分離，并且這過(guò)程是一種物理過(guò)程，不需發(fā)生相的變化和添加助劑。

膜的分類(lèi)

壓力驅(qū)動(dòng)型膜有RO膜、納濾膜、超濾膜、微濾膜幾種。各種膜過(guò)程具有不同的機(jī)理，適用于不同的對(duì)象和要求，但有其共同點(diǎn)。

RO膜

RO膜為現(xiàn)有科技中最為有效的水處理方式之一，它能有效處理水中鹽類(lèi)（如鈣、鎂等硬度雜質(zhì)）、重金屬、化學(xué)殘留物質(zhì)達(dá)95%-99%以上。除了水分子及少量溶于水中微量對(duì)人體有益的離子能滲透，其余物質(zhì)均被排擠在外。

納濾膜（NF）

納濾膜是介于反滲透膜和超濾膜之間的一種壓力驅(qū)動(dòng)膜，是近年國(guó)際上發(fā)展較快的膜種之一，該膜對(duì)無(wú)機(jī)鹽與分子量在300以上的有機(jī)物的截留率較高。

超濾膜UF

超濾膜孔徑為0.01—0.02微米，細(xì)菌體為0.1—0.5微米，運(yùn)用微過(guò)濾原理，去除水中的固體雜質(zhì)，細(xì)菌、微生物，保留水中的鹽類(lèi)離子及微小的固體物質(zhì)。對(duì)于0.02微米以下有機(jī)物、無(wú)機(jī)鹽，對(duì)人體無(wú)害。

微濾膜MF

微濾過(guò)濾時(shí)介質(zhì)不會(huì)脫落，沒(méi)有雜質(zhì)溶出、無(wú)毒、使用和更換方便，使用壽命較長(zhǎng)。同時(shí)，濾孔分布均勻，可將大于孔徑的微粒、細(xì)菌、污染物截留在濾膜表面，適合用于過(guò)濾懸浮的微粒和微生物。被分離粒子直徑的范圍為0.08-10微米。

陶瓷濾芯（微濾的一種）

孔徑為0.2—0.5微米，表面含有純銀，具有殺菌、抑菌作用，在水的壓力下，小于0．2微米的有機(jī)物，無(wú)機(jī)鹽等比較容易通過(guò)。多余的銀離子對(duì)人體無(wú)益。