梁輝
編者按:在碧水源創立之初梁總即加入創業團隊,主抓技術開發。2010年底碧水源正式進軍凈水市場,梁總擔任北京碧水源凈水科技有限公司總經理,從海內外引進專業人才,組建了研發、生產及管理團隊。在他的帶領下,碧水源凈水短短三年間,針對國內水質情況推出了以微濾、超濾、低壓反滲透、超低壓納濾膜等膜技術為核心的凈水產品,開創了專業凈水膜時代,陸續開發出多款具有前瞻性的凈水產品服務于社會飲水安全,如嫁接物聯網技術,讓服務“凈”在掌控之中。超薄便攜免安裝WaterPad凈水機更健康更便捷,低壓反滲透迷你水廠WaterPlant無廢無桶大通量,全球首發超低壓納濾凈水機真正健康安全、節能節水綠色環保。碧水源凈水給行業帶來全新的發展視角,已在行業內展露鋒芒,同時得到業內外的高度認可。
梳理:凈水行業多膜發展現狀
膜技術的出現,被看做是水處理技術的一次“革命”。所謂“膜”就像一個能過濾水的“篩子”,通過膜表面的微孔能有效濾除水中的雜質,從而獲得潔凈的水。通過膜技術處理的城市生活污水可以達到高純度工業用水和園林綠化用水的要求,而在海水淡化、地下水凈化等方面則可達到直接飲用的標準。通過這種技術可以使城市污水、工業用水反復循環使用,真正達到零排放。可以說,膜生物反應器是最為先進的污水處理技術之一,不僅可以解決污水和再生水的轉換,同時解決了水污染和水資源短缺的問題,膜技術被譽為21世紀最有前途的水處理技術之一。膜分離技術從大規模工業應用轉變成一項高效節能的新型分離凈化技術,目前絕大多數凈水產品都在采用膜處理技術,可以說十有九是膜產品,膜在凈水領域的廣泛應用實現了技術和市場雙結合的效果。
凈水領域膜種類根據孔徑的大小有微濾膜(MF)、超濾膜(UF)、納濾膜(NF)、反滲透膜(RO)等幾種。微濾可去除懸浮物和細菌,超濾可分離大分子和病毒,納濾可去除部分硬度、重金屬和農藥等有毒化合物,反滲透技術幾乎可除去各種雜質。歐、美、日等國家和地區將膜技術,特別是納濾,作為本世紀飲用水凈化的優選技術。梁總說:“在行業發展初期,凈水領域急需解決的水質問題主要集中在病原體與兩蟲并發癥上,應用較多的是以微濾和超濾膜。隨著我國經濟飛速發展,水源普遍受到有機物、重金屬、農藥、化學污染突出,以反滲透膜為主的凈水產品受到了好評,但是反滲透出水過于純凈,被消費者普遍認為不夠營養,而納濾膜除污能力遠高于超濾膜,并且又保證了水的安全,同時又能保留部分人體所需的礦物質和微量元素,所以納濾膜這幾年呈現較快的發展趨勢。
為迎合消費市場需求,以多種膜相結合為核心的水質凈化產品逐漸成為主流,合理的結構設計與多種濾芯配置,如活性炭、KDF等,即保障了家庭用水絕對安全,又提供了分質供水的需求,如超膜與反滲透膜相結合推出的雙水機,同時可提供超濾凈化水和反滲透純凈水,滿足了家庭煮飯、泡茶、煲湯、煎藥、直飲水等不同的用水需求。凈水行業以膜為核心產品的開發熱潮已呈現規模,未來幾年內的膜之爭將對行業影響深遠,而中國水質污染不能有效治理,水源環境進一步惡化必將加劇凈水機膜凈化技術的發展步伐。
核心:大發展關鍵在膜
最幾年,我國整個凈水行業呈現出快速發展的勢頭,中國市場凈水普及率尚不足,只有2%,增速卻高達30%—50%,北上廣州等一線大城市凈水機增速更是超過了100%,使用率已經達到13%。根據國家數據部門統計,2014年凈水器的總產值在600億左右,業內專家也曾預計,2016年國內凈水器的市場容量突破1000億大關。隨著工業化的推進,水環境問題日漸爆發,中國凈水市場已經迎來了大發展階段。行業快速發展的核心是技術的快速跟進,凈水核心是膜,膜技術直接決定產品品質和市場地位。
然而,早期我國能夠獨立自主研發膜處理技術的企業并不多,代表分離技術領域尖端水平的膜產品和技術還只為少數發達國家所把持。依靠嚴密的技術封鎖,對產品出口實施價格壟斷。究其原因,一方面,膜技術的開發需要投入大量的資金;另一方面,對技術要求的精準程度也影響著制造企業自主研發的能力,導致過去絕大多數膜應用需依賴進口。
根據產業研究院《2011—2015年中國膜產業深度調研與投資戰略規劃分析報告》顯示,過去的50年間,我國膜產業已經步入快速成長期。超濾、微濾、反滲透等膜技術在能源電力、有色冶金、海水淡化、給水處理、污水回用及醫藥食品等領域的工程應用規模迅速擴大,多個具有標志性意義的大型膜法給水工程、污水回用工程及海水淡化工程已經相繼建成。我國膜產業總產值已從1994年的2億元上升到2014年的近1000億元。“十一五”以來,我國在開發分離膜新膜種和膜制造技術創新以及膜技術的工程應用方面走在了世界前列。目前,國家發改委、科技部和工信部等部委已將膜技術列入“十二五”重大產業技術予以專項支持。
國家環保總局環境規劃院預測,我國“十二五”和“十三五”時期廢水治理投入將分別達1.05萬億元和1.39萬億元,其中工業和城鎮生活污水的治理投資將分別達4355億元和4590億元。在此背景下,膜技術在未來十年間將迎來大發展。在市場需求及產業政策的雙重推動下,預計未來十年內我國膜法水處理工程將以40%的年增長率發展,膜產品產值年增長率也將達到20%以上,中國膜市場將占全球膜市場總需求量的15%~20%。
隨著我國膜產業的迅速發展和膜技術的廣泛應用,國內本土膜制造產業將得到更快速的發展,成為中國獨立自主的創造品牌。國內一些綜合實力較強的企業已經掌握了膜的生產制造工藝,降低了產品應用成本,同時也為民用凈水市場中凈水機的普及提供了更大的可能,同時也為企業獨立自主的發展開辟了道路,碧水源在膜處理技術上的探索可以說是國內凈水企業在自主研發道路上一個代表。
碧水源是目前世界上技術領先、規模位于前列的膜材料和膜產品制造商,也是我國唯一一家同時擁有微濾、超濾、反滲透膜和低壓納濾膜生產能力的大型膜制造企業。所生產的超高強度的超微濾膜在性能和技術先進性上與GE、三菱公司齊名,所生產的反滲透膜也達到了國際先進水平。
另外碧水源擁有世界一流的國際膜研發基地,與清華、浙江大學等國際型高校展開深入合作,擁有近150人的膜研發隊伍,膜技術一直走在國際前沿。針對家用、民用飲用水凈化市場,碧水源先后開發了高強度PVDF中空纖維微濾、超濾膜、低壓反滲透膜和超低壓納濾膜作為新一代凈水機的核心凈化材料,克服了市場現有產品缺陷。
梁總說:碧水源膜采用了增強支撐層,膜絲拉不斷,避免了目前市場上凈水產品膜易斷絲的情況;另外,膜絲直接烘干處理,不需要甘油等保護液,使用時不需要大量長時間清洗,最大限度的節省了用戶的使用和維護成本。采用這種高強度PVDF中空纖維膜,碧水源開發了雙膜技術的WaterPad超薄便攜系列凈水機,并贏得了市場的廣泛認可。2014年碧水源成功研制出超級納濾膜,一舉突破了中國在膜技術領域的歷史空白,并推出首款超級納濾凈水機,“安全、健康、低碳”——不耗電、低廢水、完全去除水垢等雜質保留有益礦物質屬業內首創。
展望:納濾節能環保前景光明目前國內凈水市場以超濾和反滲透占據主流,尤其反滲透膜(RO膜)為核心的純水機占據50%以上的市場份額。反滲透純水機的優點是水質安全,但反滲透膜最初是針對工業用途和重污染水純化為目的而開發的,并不是為家庭凈水考慮。很多家庭在使用一段時間純水機之后確實感受到了水質的改善,比如水垢沒有了,水的口感也很好,但濃縮水的排放也引起了消費者的關注。以自來水作為水源的家用或商業直接飲用水處理,更重要是考慮以健康和安全為目的,因此不需要極高的脫鹽率。全球都面臨著水資源匱乏的現狀,濃縮水的排放,也不符合國家可持續發展政策。那么濃縮水到底從何而來?是否可以減少其排放?這個是行業良性發展必須考慮的問題。
梁總解釋到:“純水機是利用反滲透原理,即一般使水流由低濃度流向高濃度,使用電源加壓之后,則變成將由高濃度流向低濃度,這樣使水通過精密度達0.0001微米的RO膜濾芯,去除原水(自來水)中除水分子之外的所有物質,包括有益和有害物質。逆滲透的過程中原水中的無機鹽、重金屬離子、有機物、膠體、細菌、病毒等雜質無法透過RO膜,從而使一部分未透過的水因溶質增加形成濃縮水,在實際終端中,這部分水大都通過排水管直接排出形成廢水。通常純水機的廢水排比是1:3,當然純水機的廢水率還與溫度有關,由于RO膜的物理特性所至,RO膜對進水水溫的變化十分敏感,RO膜最適宜的水溫是25℃,因水溫的降低,透過膜的水分子粘度上升、擴散性能下降,水流量也線性降低,進水水溫每降低1℃,產水量就降低2.5%~3.0%,從而導致產生更多的濃縮水。
然而純水機濃縮水的問題在現階段是不可避免的,而家用凈水機是立足大眾消費者,用戶所反映的“廢水比”問題就已經引起很多凈水廠家的重視,很多企業在產品的技術層面,實現“廢水比”的降低的同時,犧牲RO膜的使用壽命。
從各方面發展來說,納濾技術是目前最佳的飲用水處理技術:既能滿足用水安全健康問題,又能大幅度減少廢水排比率,能真正使得行業朝著綠色環保方向發展。納濾是介于超濾與反滲透之間的一種膜分離技術,其截留分子量在80~1000的范圍內。過濾精度上要比超濾好很多,廢水要比RO少了很多,正常情況下RO機的廢水排比率是1:3,而納濾機的廢水排比率可做到1:0.3的水平,納濾相比于RO機,省電率高達40~65%。納濾不僅是提供優質飲用水的技術,而且是一項節水節能技術,有著非常顯著的運行成本優勢。例如,產水1m³/h時,納濾比RO省電65%。每年按運行300天計,三年可省電費13320元,從節能的角度講這個優勢還是比較明顯的。
所以說無論是終端凈水方式,還是自來水廠的整體解決方案都是非常適用的。從未來的行業發展趨勢來講,納濾產品更有市場前景。
碧水源懷柔區膜產業基地
從目前的市場份額來看,納濾并沒有在家用市場上廣泛應用,問其原因,梁總解釋到:首先,納濾膜制造工藝要比RO膜的制造工藝復雜;其次,納濾的采購成本高,這也是大多數整體制造企業為何很少選擇采用納濾膜的一個重要原因。這些因素影響了納濾技術的進一步發展,從全球水源越發匱乏的趨勢上來看,未來納濾膜肯定會占據市場的主流。
后續
碧水源在膜技術研發方面一直擁有國際視野,近兩年在納濾技術的研究取得突破性進展,2014年初碧水源推出的新品中,已經應用了納濾技術,引領凈水行業的技術潮流。
碧水源專利超強開PVDF超濾膜:拉不斷、易清洗、大通量
碧水源的這項超低壓納濾膜技術是耗費巨資,從美國引進反滲透膜生產線,歷時2年,近100名國內外專家參與研發,專為民用凈水市場開發的完全具有節能節水效能的膜產品。超低壓納濾膜去除水體中細菌病毒、農藥殘留、水垢、重金屬等全部有毒物質的同時,還保留了部分對人體有益的營養元素,克服了超濾膜不能去除重金屬和水垢、反滲透膜出水過于純凈的缺點。通過超低納濾膜處理后出來的水不同于傳統凈水機的純凈水,它是一種健康安全無垢、最適合人體需要的水。超低壓納濾膜制水時僅需要2-3公斤壓力,低壓節能;通量更大,在不增加膜面積的前提下,獲得更高的產水量,廢水率僅為1:0.3;低壓納濾膜更容易清洗,使用壽命達到3~4年。碧水源2014年推廣上市的代表產品D402超級納濾凈水機和D468臺式凈飲機,已經推向市場。
由此可見,采用低壓納濾膜的凈水機克服了超濾不能去除重金屬和水垢、反滲透機器酸性過大,水質過純,廢水量大的缺點,達到既健康又安全的,節能又節水的新一代家用凈水設備。不僅是碧水源未來產品推廣的重點,亦是凈水行業發展的主流方向,前景光明。