21世纪工业中膜分离技术扮演战略角色

膜分离技术是一项高新技术，人类在二百年以前便已发现了膜分离现象，但仅从60年代开始，因为第一张工业用膜的诞生，才划时代地进入了膜技术的发展时期。虽然膜技术的发展不过三四十年，但因膜应用广及其独具的优越性，“在21世纪多数工业中，膜过程扮演着战略的角色”，膜分离技术已被认为是本世纪中最有前途的一项重大生产技术，世界上许多国家包括我国在内，都把膜分离技术及其应用作为国家的重点发展项目。在我国，国家计委颁布了关于组织实施膜技术及其应用产业化专项公告，以期推动膜技术产业的发展及在重点领域中的广泛应用，提高我国水资源开发与综合利用水平，缓解日趋严重的水资源危机，使膜技术更好地为经济建设和社会可持续发展服务。
    为此，记者采访了中国科学院生态环境研究中心水污染控制研究室的吴光夏、张东华、续曙光三位膜分离技术研究专家。采访中，三位专家对膜分离技术作了详细的介绍，并对其应用前景进行了分析。
    膜分离技术应用广泛
    膜分离技术是用半透膜作为选择障碍层，在分子水平上，不同粒径的混合物质在通过半透膜时，允许某些组分透过而保留混和物中其他组分，从而达到分离目的的技术。半透膜又称分离膜，分离膜的特点是膜壁遍布微小孔洞，根据孔径的大小可分为微滤（MF）膜、超滤（UF）膜、纳滤（NF）膜、反渗透（RO）膜等。
    膜分离技术具有许多优点，如仅需在常温下操作、无相态变化、无化学变化、设备简单、操作方便、处理效率高、高效节能以及在生产过程中不产生污染等。因此，膜分离技术可以达到其他技术达不到的效果，在许多领域广为应用。膜分离技术在饮用水净化、工业用水处理、食品、饮料用水除菌、生物活性物质回收、精制等方面都有广泛应用，并已迅速推广到纺织、化工、电力、食品、冶金、石油、机械、生物、制药、发酵等各个领域。在环境工程，特别是废水处理方面有着广泛的应用前景。膜分离技术已与我们的生活息息相关。
    医　药
    膜分离技术在医药行业已得到了广泛应用。据欧共体统计，1999年膜技术在医药领域的应用占全部膜产业的近40％以上。我国膜技术在医药行业的应用发展也很快，主要用于肾透析、血液透析、除菌水、除热源水、生物制品的灭菌、药品生产中的分离浓缩、中药有效成分的提取、杂质的过滤等方面。
    例如，膜技术可以很好地解决中药药酒沉淀问题。药酒沉淀对药酒的生产、质量和市场销售影响很大，是长期以来一直困扰药酒生产企业的难题。以往所采用的诸多方法，如加入澄清剂，用不同的方式进行过滤、高速离心、冷冻等都未得到理想效果。因此许多企业采用延长储存期的方法，而这种方法无疑会使投入资金大大增加。中国科学院生态环境研究中心在与中国北京同仁堂药酒厂共同合作的“药酒澄清和缩短药酒储存期技术与设备”的项目中，使用了膜分离技术，因为该技术是在常温下进行的纯物理过程，因此不会改变药物中的有效成分，在去掉杂质的同时，保持了药酒的性状口味和药效，从而解决了这个中华老字号三百年来不能解决的沉淀问题。该技术和设备获得了北京市科技进步二等奖。
    水淡化、净化和纯水制备
    在水资源再生方面、在废水处理方面膜技术有着广阔的应用前景。海水和苦咸水淡化工程，地表水脱盐、脱氟、制饮水工程，饮料的制取，膜分离处理过的水被有效去除了细菌、杂质，反渗透技术和离子交换技术结合，可制备高质量纯净水。日前，膜技术与生物技术结合形成的膜生物反应器使污水回用成为可能，这对不可能带很多水的载人航天飞船事业的发展有极其重要的意义。在水资源紧缺的中国，解决水问题，膜是一个很有效的手段。
    食　品
    在食品生产领域中，各种膜产品被广泛运用，反渗透（RO）、纳滤（NF）和超滤（UF）技术被运用于提纯、浓缩、污水处理等各生产工艺环节中，例如，反渗透技术被用来去除盐类及离子级物质，纳滤和超滤按分子的大小来分离各种物质，RO和NF被用来对UF渗透液的再处理。经过这些膜分离工序，我们吃到的食品才会有卫生保证。
    有许多好点子要一步步走下去
    吴光夏研究员介绍道：“膜分离技术有很好的应用前景，下一步我们要将膜分离技术与其他高新技术如自动化技术、粉碎技术、生物技术结合起来，形成有竞争力的产品，并要大量推广到各个领域中。现今，纳米技术也在突飞猛进的发展，这两种技术可以有效地结合，给许多行业带来新的契机。”吴光夏深有感触地说：“中药是中国的国粹，可日本非常重视中药，很早就运用了许多新技术提高中药品质，几乎要走到我们前面了，中国医药行业也要走向市场，与国际接轨，必须应用膜技术等高新技术提高产品质量，不能让民族自豪感仅停留在历史上。比如现在许多中药只是切成小片，还需煮后服用，不煮有效成分出不来，煮了，一部分有效成分便会挥发，或因高温而破坏了有效成分，研究小组的下一目标是将药物成分超微粉碎，将药物粉碎至纳米级别的颗粒物，膜分离出纳米级颗料物后，不用煮，直接服用人体就能吸收。”
    路还长 时间却不等人
    这些年来中国膜工业发展很快，然而和发达国家相比，差距仍然很大。而人口、工业、水资源等问题，使中国成为膜工业需求的大市场。虽然，国外产品的成本比国内高几倍到几十倍，中国膜产品在价格上有一定优势，但是由于规模较小以及质量原因，中国膜生产企业尚难与外国公司抗衡。国内市场的很大份额被国外公司占领，目前，令人遗憾的是反渗透膜市场已全被国外占据。中国膜工业与世界先进水平有一定差距，但有些技术中国尚处领先，在这种情况下，集中优秀人才，采用先进技术，保证质量，完善售后服务，中国还可能迎头赶上。并且有必要规范国内的膜市场，制定相应的膜标准，确实提高产品质量，提高中国膜工业的竞争力，缩短与世界先进水平的差距。
   
   
   
信息来源：《科学时报》
[ 本帖最后由 bht11 于 2007-7-14 20:39 编辑 ]