膜处理设备行业发展概况

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1、膜处理设备行业发展概况一、 陶瓷膜各细分领域具体应用情况与前景2010-2012年，合计安装了约2万平方米，行业普及率超过60%，预计2016-2018年氨基酸行业新增产能和传统工艺改造可形成约4万平方米的陶瓷膜材料需求。（一）生物制药行业截至2013年底，行业的普及率约为20%；2014年，在生物医药领域新安装与更换的陶瓷膜约为26万平方米，约占全年陶瓷膜安装总量的491%。（二）天然产物提取行业该行业对陶瓷膜的总需求容量预计将超过7万平方米。2014年化工与石化领域安装陶瓷膜面积与2013年114万平方米基本持平，约占全年陶瓷膜安装总量的215%。（三）食品饮料2014年安装陶瓷膜面积约为

2、075万平方米，同比增幅超过15%，约占全年陶瓷膜安装总量的142%。市场占有率有望逐步提高，成为未来污水处理及回用的主流工艺之一。我国原油产量保持平稳增长态势，2015年产量已达215亿吨，陶瓷膜工艺在该领域将具有广阔市场空间。二、 陶瓷膜行业壁垒（一）陶瓷膜行业技术壁垒以膜分离技术为基础的膜集成技术整体解决方案涉及材料科学、分离工程、过程工艺、环境科学、自动控制技术等多学科领域，属于技术密集型产品。为满足应用领域多元化、工艺条件多样化、运营服务专业化的要求以及保证整体解决方案稳定运行的需要，陶瓷膜企业需全面掌握陶瓷膜材料制备、膜组件与成套设备开发以及膜分离技术应用工艺设计等各个环节的关键核

3、心技术，并具备较强的系统集成和运营服务能力。由于各方面的关键核心技术及相关系统集成和运营服务能力需要企业经过长期实践与技术研究的积累方可掌握，涉及多项专利及非专利技术，存在较高的技术壁垒。目前，具备陶瓷膜技术自主研发和综合创新能力的国内企业仍较少，仅有极少数企业能够自主掌握包括陶瓷膜材料制备技术、膜组件与成套设备开发技术、膜分离技术应用工艺及相关耦合技术在内的全面技术体系。（二）陶瓷膜行业市场壁垒膜集成技术整体解决方案的应用通常涉及对传统过滤分离工艺的替代，并可能涉及对相关配套生产工艺的升级改造，覆盖了下游客户生产工艺中的重要环节。故下游应用客户在选择实施膜集成技术整体解决方案时通常较为审慎，

4、对整体解决方案的适用性、安全性、可靠性和稳定性等有较高要求。因此，项目运行经验和过往成功案例，成为客户选择解决方案提供商的关键考虑因素，从而对新进入者构成一定的市场壁垒。此外，陶瓷膜技术在我国的发展时间相对较短，下游众多应用领域客户对陶瓷膜技术及陶瓷膜企业的认知度尚有限。行业内领先企业的品牌形象和市场地位会直接影响下游客户对其技术和产品的认识，从而影响下游客户对膜集成技术整体解决方案提供商的选择。（三）陶瓷膜行业人才壁垒陶瓷膜行业是技术密集型行业，涉及材料科学、分离工程及相关下游应用领域的众多前沿技术，高素质的研究、开发、销售人才和管理团队是行业内企业经营成功的关键因素。陶瓷膜材料及膜组件与成

5、套设备的研发、生产，膜集成技术整体解决方案的工艺设计及项目实施等各个环节均有较高的技术含量，且下游应用行业分布广泛，应用环境和工艺条件等存在较大差异。因此，要求技术研发和设计人员、生产和销售人员以及经营管理人员都需具备较高的技术水平和实践经验。由于国内陶瓷膜行业发展时间较短，相关的专业人才尚有限，对陶瓷膜行业的新进入者形成了一定的人才壁垒。三、 中国膜材料行业发展历程与现状汉代时期，人们发明了用铅作助溶剂的低温铅釉。到了唐宋时代，中国人的彩釉工艺达到了顶峰。釉涂层不仅是漂亮的装饰层，而且增加了陶瓷器的机械强度，还使其不易污染，便于清洗。我国现代化膜材料技术研究始于20世纪50年代，主要集中在有

6、机分离膜材料的研究上。1958年，中国化学研究所研发出我国第一张现代化膜材料聚乙烯醇离子交换膜。20世纪初，中国海洋大学闵学颐教授和中科院化学所朱秀昌先生带领的研究小组开始探索研究反渗透膜，经1967年全国海水淡化会战，首次制备出我国的反渗透（RO）膜醋酸纤维素膜，为我国现代化膜材料科学技术发展打下了良好的基础。20世纪70年代，中国膜材料技术进入了早期发展阶段，膜材料与膜材料相关产业得到初步发展，如电渗析、反渗透、超滤和微滤等。在20世纪80年代，发展步入繁荣期，新的膜材料不断涌现，新的应用领域持续拓展。膜法水处理技术被投入使用，如海水淡化、纯水生产、液体提纯和浓缩等。同时，气体分离膜也得到

7、较快发展，富氧和N2/H2分离膜工艺进入工程化阶段。渗透汽化、膜蒸馏、无机膜和膜反应器也进入研究阶段。20世纪90年代，我国膜材料研究进入快速发展时期，对膜材料与膜工程展开了大量研究。其中，无机膜的开发开始进入商业化阶段，被成功应用于传统化工产业及生物工程等各个行业。近年来，我国膜材料市场发展迅速，膜材料在电子、石油化工、食品、医药、饮料和环保等领域得到较广泛的应用，甚至日常生活如保鲜膜、购物袋、纯净水、工业生产、生物医药处处都有膜材料的踪影。目前中国已有一批膜技术应用开发的技术力量和专业化公司，如中国蓝星集团环境工程公司、深圳金达莱公司、北京碧水源公司、厦门威士邦公司等。四、 全球膜材料行业

8、发展趋势（一）技术方面膜材料技术未来发展的重点方向包括：推广应用领域包括海水淡化和苦咸水淡化；处理微污染水，保证饮水安全；实现工业废水和市政污水资源化；进军新能源电池隔膜挑战性领域；提升医疗用膜和医用检测膜水准；加强重大技术设备的核心膜开发。与此相适应，未来各国将开发适用于重点应用领域的高性能膜的规模化制造技术，实现膜组器的优化和革新，建设以膜技术为核心的处理工程。（二）产品方面膜材料产品种类繁多，应用领域极广，而目前全球各类膜材料组件产品中，反渗透膜主要用于海水脱盐及超纯水的制造，而主要用于污水、废水处理及循环利用、给水净化以及海水淡化预处理等领域的超滤、纳滤膜材料也占了较大比重，膜材料的诸

9、多应用潜力尚未完全开发。未来，随着膜产品多元化及技术多元化，产品的应用领域也将变得越来越广泛。五、 陶瓷膜行业发展概况膜分离技术作为材料科学和过程工程等诸多学科交叉结合、相互渗透而产生的膜技术，因其高效分离特性，膜产业在全球范围内受到了高度重视。近20年是我国膜产业的高速增长期，至2017年底，全球膜产值已达1050亿美元，我国膜产业的总产值约为2000亿人民币，我国膜产业占全球膜产业产值比重从1999年的17%提升到了2017年的27%以上。膜产业被誉为发展潜力巨大的朝阳产业，在21世纪的环保、能源、化学工程与生物工程等产业中将扮演着战略性角色。我国膜产业的发展仍落后于欧美发达国家，但近年来

10、国家对膜产业的发展日益重视。科技部高性能膜材料科技发展十二五专项规划中提出，十二五期间，我国膜产业保持快速增长，预期到2015年达到千亿元规模；产业附加值有显著提升，陶瓷膜、MBR专用膜材料、高分子超滤微滤膜等重要膜品种的国内市场占有率显著提高；将面向过程工业的特种分离膜材料作为产业化关键技术研究任务之一，针对过程工业中高温、溶剂和反应体系等苛刻环境下的分离问题，重点突破陶瓷纳滤膜材料等的规模化制备关键技术，引领我国膜产业向高端化发展，为我国节能减排具体目标的实现提供技术支撑。在政策的大力支持下，我国膜技术发展活跃，膜产业增长较快。2014年，中国膜工业产值首次突破1，000亿元，同比2013

11、年增长269%，提前一年实现十二五预期目标；2015年，我国膜产值增速为158%。2011年至2015年，中国膜产业的产值以年均20%以上的速度增长，超过了同期中国GDP的增长速度，远高于全球8%9%的平均增速。十三五以来，我国膜产业总产值的年均增速在15%左右;2019年，中国膜产业总产值已达2773亿元，同比增长137%，较十二五期末翻了一番。根据中国膜工业协会预计数据，2022年我国分离膜相关产业总产值将超过3，600亿元。国际上对陶瓷膜的研究始于20世纪40年代，但因其制备技术要求较高，早期主要在核工业领域中应用于铀同位素的分离浓缩，未能得到推广普及。自20世纪80年代起，随着陶瓷膜材

12、料制备技术和应用工艺技术的发展，商品化陶瓷膜及膜设备开发成功，陶瓷膜分离技术开始逐步取代传统过滤分离技术，在过程工业、环境工程、气体分离等领域得到广泛应用。由于陶瓷膜的优异性能及其应用领域的日益扩大，引起各发达国家对陶瓷膜研究和应用技术开发的高度重视，将其作为一门新兴的高技术前沿学科进行研究，因而带动了陶瓷膜研究和产业化的全面发展。我国对陶瓷膜技术的研究、应用起步相对较晚。20世纪90年代，中国科学院、中国科学技术大学以及南京化工大学等高等科研机构积极参与并完成了九五国家重点科技攻关及863计划等科研项目，成功实现了陶瓷膜材料及制备研究方面的技术突破，继而打破了国外企业在陶瓷膜产品领域的垄断地

13、位。进入到21世纪，一方面，陶瓷膜技术在国内过程工业界的认知度和接受度逐渐提高，应用案例不断增加；另一方面，随着国内陶瓷膜企业的技术进步和市场拓展，国内企业与国外先进企业的技术和品牌差距日益拉近，国内陶瓷膜行业得到了快速发展。2014年，我国陶瓷膜设备的年安装面积已达约53万平方米（由于陶瓷膜系统的水通量及处理能力主要取决于所使用陶瓷膜的膜面积，故陶瓷膜行业通常以膜面积作为衡量膜分离设备规格与数量的统计单位。陶瓷膜技术在我国的发展历程相对较短，技术成熟度和认识程度尚有待进一步提升，以陶瓷膜为核心的膜分离技术工艺在国内的应用普及率仍总体较低，未来可拓展空间广阔。在国家产业政策的大力支持下，国内陶

14、瓷膜企业持续加大对陶瓷膜材料制备技术、膜组件与成套设备开发技术的研发投入力度，并逐步加强膜集成技术整体解决方案的设计能力和运营能力，提高膜分离技术工艺的适用性，以进一步满足下游应用领域需求，这将有利于加快以陶瓷膜为核心的膜分离技术工艺及陶瓷膜产品的市场普及速度。预计2020年至2025年，全球陶瓷薄膜市场预计将以6的复合年增长率增长。市场的主要驱动力是食品和饮料行业需求的增长。其中，水和污水处理行业预计将主导全球陶瓷膜市场。由于来自中国，印度和日本等国家的消费增加，预计亚太地区将是预测期内增长最快的市场。六、 膜技术在水处理领域使用率不断上升随着膜法水处理应用技术水平不断提高，系列化应用工艺逐

15、步成熟，系统的高可靠性以及出水水质好，总体投资与运营费用相对下降，尤其是随着我国对水资源保护的日益重视，膜法水处理技术受到国家大力推广。在国家的支持和引导下我国陶瓷膜产业将快速发展，膜技术在水处理领域的使用率不断上升。七、 陶瓷膜分离性能和工程设计进一步创新陶瓷膜在技术上具有比有机膜更好的过滤性能及更长的使用寿命，成本是影响其在水处理中大规模应用的重要原因之一。随着陶瓷膜分离性能和工程设计上的进一步创新，尤其是新的陶瓷膜制备工艺（如相转化法和新的烧结工艺）的应用，价格更低、过滤效率更高、性能更优异的陶瓷膜将会出现，进而推动陶瓷膜的应用发展。陶瓷膜材料陶瓷膜是以氧化铝（Al2O3）、氧化锆（Zr

16、O2）和氧化钛（TiO2）等粉体原料经特殊工艺制备而成的膜。陶瓷膜的PH耐受范围更广、耐温极限更高，化学兼容性更大，可耐压3Mpa以上，且克服了有机膜在耐有机溶剂、机械强度等方面的不足，是当之无愧的高性能膜材料。作为一种无机新型高效分离材料，由于制备技术要求较高，在我国的发展时间短，技术成熟度和认识程度尚需提升。但由于陶瓷膜能够更好地适应过程工业及特种水处理等苛刻环境或复杂条件下的膜分离应用，且考虑到陶瓷膜市场渗透率低，未来该领域仍有较大发展空间。与传统过滤分离技术相比，陶瓷膜具有以下特点和优势：化学稳定性极佳，能够耐强酸、耐强碱、耐有机溶剂、耐氧化；耐高温、耐菌，抗污染性好；机械强度高，耐磨

17、性好；孔径分布窄，分离精度高，可达到纳米级过滤；易清洗，可在线通过药剂或高温消毒，可反向冲洗；膜再生性能好，使用寿命长。八、 膜材料医疗行业产业链分析据中国市场调查网发布的2019-2024年中国膜材料全产业链发展及市场投资监测报告医疗行业膜材料按照材料的不同可分为功能性膜材料和选择性膜材料两大类，其中功能性膜材料主要应用在医用包装领域，选择性膜材料应用在医疗器械领域。医疗行业膜材料上游为聚丙烯、聚碳酸酯、聚砜、聚酰胺等高分子树脂、切片供应商，下游为医药包装企业和人工肾、人工肺等医疗器械生产企业。（一）选择性膜材料具有选择渗透的分离膜，在医疗领域有着重要的应用。相对与水处理膜材料，尽管医用膜材料的规模比较小，但是附加值高，涉及到制药、细胞分离、人工脏器等医疗行业的众多方面。现代医学领域已临床应用的物质分离膜，主要有人工脏器用的血液透析膜、血液过滤膜，血浆交换用的血浆分离膜和人工肺用膜等。医用膜材料常分为人工肾用和人工肺用两类。人工肾用膜材料主要有铜氨法再生纤维素、皂化醋酸纤维素、醋酸纤维素、聚丙烯腈、聚甲基丙烯酸甲酯、乙烯-乙烯醇共聚物、聚碳酸脂、聚砜，以及聚乙烯、聚丙烯等。人工肺用膜材料主要是硅橡胶，其氧气、二氧化碳透过性好，但其断裂强度低。用白炭黑、聚乙烯，聚酰胺、玻璃纤维增强的硅橡胶膜，其机械强度和透过性均有提高。（二）功能性膜材料