第二节 RO/NF膜市场

一、RO膜市场

（一）市场概况

在过去20余年间，全球RO膜制品的销售额从1990年的6亿美元上升到2014年的54亿美元（见图1—5）。2009年之后，销售额年增长量保持在5亿美元以上。BCC研究预计到2018年，全球RO膜及组件的销售额将突破80亿美元。

与全球RO膜制品销售额的增长情况类似，全球RO膜厂数量也在逐年增加，2008—2010年增长数量达到高峰（年增长超过400座，最高达到1000座以上）。根据IDA年报的不完全统计，截至2014年，全球RO膜法厂累计处理规模超过7000万m3/d（见图1—6）。

根据IDA年报的RO膜法厂统计，沙特阿拉伯从1984年起一直是全球RO膜法处理总规模最大的国家。1995年以前，沙特阿拉伯RO膜法处理规模占全球总处理规模的24%。1996年以后，由于中国、阿尔及利亚、西班牙和澳大利亚等国家膜法脱盐市场的兴起，导致该国占比持续下降，2006—2014年间，沙特阿拉伯RO膜法厂占全球总处理规模比例下降到14%。

1995年以前，美国是第二大RO膜法应用基地，占比17%。1996年之后美国RO膜法处理规模占比也开始下降，目前总处理规模占比在8%～9%。

中国的RO膜法处理发展较晚，1995年之前总处理规模在全球占比仅为3%。1996年之后，中国的海水淡化、苦咸水淡化开始发展起来，RO膜法厂总处理规模占比增长到6%。2006年之后，中国RO膜法进入快速发展阶段，总处理规模占比增长到12%，超越美国成为全球第二大RO膜应用基地。

整体来看，全球排名在20名之后的所有国家膜法厂总处理规模占比由1995年之前的10%增长到2006—2014年间的18%，说明RO膜法厂在全球呈现逐渐均匀分布的趋势，新兴国家也开拓了其RO膜法应用市场。排名前五位的国家中，各国总处理规模占比也由一超多强转变为多强鼎立的局势。

全球RO膜市场是一个由少数大型跨国公司高度垄断的市场。高达90%以上的市场份额被美国陶氏化学（Dow/Filmtec）、日东电工集团美国海德能公司（Nitto Denko/Hydranautics）、日本东丽（Toray）、美国科氏（Koch）、美国通用（GE）、日本东洋纺（Toyobo）、中国时代沃顿七家公司占有。东洋纺公司的RO膜产品主要应用在海湾地区的阿拉伯国家，海湾以外的国家和地区的RO膜市场几乎被另外七家供应商垄断。

海水淡化是RO膜的重要用途之一，应用于海水淡化的RO膜主要供应商在20世纪末有20多家，但随着市场竞争的加剧，只有具备很强研发能力的厂商才得以存续，目前海水淡化的RO膜主要由陶氏化学、东丽、东洋纺、日东电工集团美国海德能公司四家供应商提供。

（二）技术研究进展

RO膜的发展经历了三个阶段——20世纪50年代研制的均质醋酸纤维素RO膜；1960年采用新的制膜工艺研制的醋酸纤维素不对称RO膜，水通量比均质膜（对称膜）高出10倍；20世纪60年代中期用致密皮层与疏松支撑层分别制备的制膜工艺成功地开发出崭新一代的复合型RO膜。第一代均质RO膜已在实际应用中被淘汰；第二代非对称RO膜目前仍在一定范围内应用；第三代复合型RO膜目前广泛应用在各个领域。

1975年，美国杜邦公司推出B210型海水脱盐用聚酰胺中空纤维反渗透器。1997年，日本采用卷式RO膜在冲绳建成的海水淡化厂，产水量为4万m3/d。2005年，日本在福冈建成的海水淡化厂采用中空纤维RO膜，产水量达5万m3/d。2006年，美国加州大学亨利萨缪里工程和应用科学学院成功开发出一种含有纳米复合材料的新型RO膜。日东电工公司于2009年开发出一种“RO膜滤芯”的新型水处理设备，该产品可用于海水淡化及污水处理。目前国际上具有代表性的复合RO膜产品有NS2100、NS2200、NS2300、PA2100、PA2300、FT230、PEC21000等。

海水淡化膜组件应用最多的是卷式膜元件，直径为4英寸或8英寸，长40英寸或60英寸；最大的卷式膜元件直径为16～18英寸。目前应用的中空纤维大型组件直径为8～12英寸。表1—1列出了典型RO膜供应商的产品种类。

二、NF膜市场

（一）市场概况

NF膜是一种介于RO和UF之间的新型压力驱动膜，现已广泛应用于水质净化与软化、污水处理中。NF膜的市场销售额呈逐年递增趋势，据统计，2012年，NF膜全球销售额为1.728亿美元，2013年增至1.902亿美元，截至2014年，NF膜全球销售额约为2.156亿美元。预计2014—2019年将保持高达15.6%的年复合增长率，2019年NF膜的全球销售额将达到4.451亿美元。

（二）技术研究进展

作为被重点关注的净水技术之一，NF膜近年来被应用于饮用水的深度处理工艺中。目前NF膜在饮用水深度处理工艺中已有较大规模的应用实例，且保持着快速强劲的增长势头。法国巴黎Mery-sur-Oise水厂在1999年建成的日产水14万m3的NF膜系统，是世界上第一个大型NF系统。1992—1996年美国的NF装置以500%的速度增长，在美国已有超过100万m3/d规模的NF软化水装置在运转。我国台湾高雄地区在2007年投运一套27万m3/d的NF净水系统，是目前全球最大的NF净水系统。

NF膜在海水和苦咸水淡化领域同样具有较大的应用潜力。通过NF软化可有效降低海水的硬度、总溶解固体和有机物含量，并去除98%以上的SO42-，大大降低了CaSO4硬垢形成的可能性。NF软化RO淡化的工艺（NF-SWRO），可大幅度降低RO膜表面的结垢与污染风险，大幅度提高RO系统的回收率。NF膜对物质的选择透过特性使其在海水、苦咸水资源利用方面前景广阔。

在污水处理中NF膜一般应用于深度处理工艺，实现达标排放、回用再生水、回收有用物质等目的。Salzgitter Flachstahl钢铁厂采用UF+NF的双膜组合工艺处理电镀锌清洗废水，回收其中酸性漂洗水中的硫酸（H2SO4）和金属Zn2+并回用于生产工序，资源回收实现了显著的经济效益，该工艺仅运行13个月即收回了投资成本。ErkanSahinkaya将活性污泥法与NF联用，出水水质达到可回用的标准。

NF膜多数为螺旋缠绕的卷式结构，由聚合物支撑层组成的复合材料制作而成，此外常见的还有平板膜结构和管式膜结构。目前在工业化应用中的主要是卷式膜结构，常用膜材料有聚偏氟乙烯（PVDF）、聚乙烯（PE）、乙酸纤维素（CA）、聚丙烯（PP）、聚矾（PS）、聚醚矾（PES）和聚氯乙烯（PVC）等，其中聚酰胺（PA）材质通常被用于制备NF膜结构中的薄膜层。