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? ? 我國淡水資源分布十分不平衡，進行海水淡化或直接利用海水，對沿海地區(qū)解決淡水資源缺乏、保護生態(tài)環(huán)境、促進經(jīng)濟社會可持續(xù)發(fā)展，具有現(xiàn)實意義。 ? ? ? 世界上有十多個國家的100多個科研機構(gòu)進行著海水淡化的研究，有數(shù)百種不同結(jié)構(gòu)和不同容量的海水淡化設(shè)施在工作。一座現(xiàn)代化的大型海水淡化廠，每天可以生產(chǎn)幾千至幾萬噸淡水。淡化海水的成本不斷降低，有些國家已經(jīng)降到和自來水的價格差不多。未來海水淡化將成為“剛需”，進入快速發(fā)展階段。 ? ? ? 沙特海水淡化工業(yè)經(jīng)過數(shù)百億美元的投入，已經(jīng)發(fā)展為全球領(lǐng)先水平，同時也應(yīng)用到生活的各個領(lǐng)域。圖為沙特國王科技大學(xué)，學(xué)校占地約140平方公里，擁有自己的海水淡化廠，以保證校園正常的用水需求。 ? ? ? 日本沖繩北古海水淡化廠為日本目前最大的海水淡化廠，日生產(chǎn)水量為4萬噸，占地面積約1.2萬平方米。海水經(jīng)過反滲透處理生產(chǎn)淡水，且水質(zhì)達到生活飲用水的標準。 ? ? ? 首鋼京唐海水淡化項目二期將于2018年年底投用，屆時淡化水除了供應(yīng)曹妃甸之外，還有望進入北京及周邊城市的市政自來水管線。再過兩年，北京市民擰開水龍頭將可能喝上來自唐山的淡化海水。 ? ? ? “十三五”海水淡化產(chǎn)業(yè)發(fā)展方向 ? ? ? “十三五”期間，我國海水淡化產(chǎn)業(yè)將向規(guī)模化、集成化方向發(fā)展，逐步成為重要的戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)。國家將從4個方面推動海水淡化產(chǎn)業(yè)發(fā)展。 ? ? ? 一是實施海島海水淡化利用工程，以滿足海島基本生活工作需求。二是促成海水淡化發(fā)展產(chǎn)業(yè)基金，為淡化裝備“走出去”打下基礎(chǔ)。三是加大對海水淡化裝置運營的扶持力度，降低運營成本。四是建立完善海水淡化標準體系，培育龍頭企業(yè)，形成產(chǎn)業(yè)規(guī)模。 ? ? ? 淡化海水有點甜 ? ? ? 天津濱海新區(qū)的北疆發(fā)電廠是我國最早介入海水淡化處理和應(yīng)用的公司之一。項目采用“發(fā)電—海水淡化—濃海水制鹽—土地節(jié)約整理—廢物資源化再利用”循環(huán)經(jīng)濟模式，其中海水淡化后不僅可當(dāng)飲用水，而且口感略有微甜。項目首套海水淡化裝置于2009年10月26日成功生產(chǎn)出優(yōu)質(zhì)淡水，淡化水水質(zhì)106項指標經(jīng)檢驗全部符合或優(yōu)于《國家飲用水衛(wèi)生指標》的規(guī)定。2010年10月21日，作為試點，國投北疆淡化水正式進入濱海新區(qū)市政管網(wǎng)，成為我國第一個大規(guī)模向市政管網(wǎng)供水的海水淡化項目。 ? ? ? 大規(guī)模海水淡化將具備成本優(yōu)勢 ? ? ? 海水淡化技術(shù)目前已較為成熟，耗能指標也大幅降低。淡化技術(shù)主要分為蒸餾法(熱法)和膜法兩大類。具體細分超過20余種，國際上已商業(yè)化應(yīng)用的技術(shù)主要包括反滲透法、低溫多效、多級閃蒸等，以及微濾、超濾、納濾等多項預(yù)處理和后處理工藝。 ? ? ? 雖然海水淡化技術(shù)業(yè)已成熟，但由于其成本比其他淡水資源的成本高，因此在我國還沒有發(fā)展到大規(guī)模商業(yè)化應(yīng)用階段。如不考慮初期基建投資，淡化水成本約為4.5元~8元/噸。 ? ? ? 但有專家表示，雖然目前這一價格仍高于自來水用水價格，但是隨著水資源日益缺乏，自來水價格也將節(jié)節(jié)攀升，不久的將來，或?qū)⑴c海水淡化成本并“價”齊驅(qū)，大規(guī)模海水淡化應(yīng)用將具備成本優(yōu)勢。而且，相比南水北調(diào)，對于北方沿海地區(qū)，海水淡化更具有經(jīng)濟價值。 ? ? ? 市場應(yīng)用：我國海水淡化應(yīng)用現(xiàn)狀如何？ ? ? ? 目前，我國海水淡化主要有3方面用途：一是生產(chǎn)城鎮(zhèn)居民和海島軍民的生活用水；二是生產(chǎn)工業(yè)企業(yè)生產(chǎn)用水，特別是作為鍋爐補充水等工業(yè)用高純水；三是進行海水化學(xué)資源綜合利用，發(fā)展循環(huán)經(jīng)濟，培育海水利用產(chǎn)業(yè)鏈。 ? ? ? 截至2014年年底，全國已建成海水淡化工程112個，產(chǎn)水規(guī)模92.69萬噸/日。全國已建成萬噸級以上海水淡化工程27個，千噸級以上、萬噸級以下海水淡化工程34個，千噸級以下海水淡化工程51個。近年來我國實現(xiàn)了海水淡化關(guān)鍵技術(shù)突破，成為世界上少數(shù)能完整自主設(shè)計建設(shè)海水淡化工程的國家之一。 ? ? ? 我國海水淡化工程在沿海9個省市分布，主要是在水資源嚴重短缺的沿海城市和海島。北方以大規(guī)模的工業(yè)用海水淡化工程為主，主要集中在天津、河北、山東等地的電力、鋼鐵等高耗水行業(yè)；南方以民用海島海水淡化工程居多，主要分布在浙江、福建、海南等地，以百噸級和千噸級工程為主。

? ?“十三五”期間，水污染治理仍將繼續(xù)提速，污水處理設(shè)備將獲得發(fā)展的重要契機。不過，污水處理設(shè)備企業(yè)要加大技術(shù)研發(fā)投入，改善國產(chǎn)設(shè)備的品質(zhì)，憑借高性價比優(yōu)勢占據(jù)更多市場份額。 ? ? ? 本報綜合報道環(huán)境保護部和科技部近日聯(lián)合印發(fā)《國家環(huán)境保護“十三五”科技發(fā)展規(guī)劃綱要》，提出要形成科技支撐體系，突破一批關(guān)鍵技術(shù)與裝備，建成環(huán)?？萍蓟A(chǔ)數(shù)據(jù)和信息共享平臺。對此，業(yè)內(nèi)專家預(yù)測，未來我國環(huán)保設(shè)備市場需求旺盛，可增長空間巨大。 ? ? ? 在政策大力推動下，環(huán)保產(chǎn)業(yè)的發(fā)展有望得以提速，投資不斷增加，相關(guān)環(huán)保設(shè)備需求大幅釋放。據(jù)前瞻產(chǎn)業(yè)研究院預(yù)計，在“十三五”期間，國內(nèi)環(huán)保設(shè)備增速將達25%~30%左右，到2020年本行業(yè)產(chǎn)值有望達到7572億元。 ? ? ? “十三五”期間，水污染治理仍將繼續(xù)提速，污水處理設(shè)備將獲得發(fā)展的重要契機。不過，污水處理設(shè)備企業(yè)要加大技術(shù)研發(fā)投入，改善國產(chǎn)設(shè)備的品質(zhì)，憑借高性價比優(yōu)勢占據(jù)更多市場份額。 ? ? ? 相比較來說，大氣污染治理在近年來得到高度重視，除塵設(shè)備、脫硫脫硝設(shè)備、氣體凈化設(shè)備等得到廣泛應(yīng)用。據(jù)前瞻產(chǎn)業(yè)研究院統(tǒng)計數(shù)據(jù)顯示，全國廢氣治理設(shè)施數(shù)量在2008年時不足17.42萬套，到2014年增加至54.42多萬套，整體處理應(yīng)對能力得到大幅提高。 ? ? ? 業(yè)內(nèi)人士預(yù)計，“十三五”前三年煤電超低排放設(shè)備需求還將保持快速增長勢頭。“十三五”期間，VOCs（揮發(fā)性有機物）治理、鍋爐升級改造、鋼鐵和水泥等煙氣治理設(shè)備需求增長迅速，將給生產(chǎn)供應(yīng)商帶來巨大商機。 ? ? ? 在水、土、氣三大行業(yè)中，土壤污染治理問題復(fù)雜，產(chǎn)業(yè)發(fā)展還不成熟，資金缺口巨大。“因此，隨著工作推進，將刺激固體廢物處理處置設(shè)備需求的增長，相關(guān)企業(yè)將迎來訂單需求提升機遇?！睒I(yè)內(nèi)人士表示。 ? ? ? 除了上述較為熱門的領(lǐng)域，噪聲控制設(shè)備、環(huán)境監(jiān)測專用儀器儀表等也將迎來發(fā)展機遇。 ? ? ? 有分析人士認為，目前，我國環(huán)保設(shè)備行業(yè)整體上正在從成長期邁入成熟期，近年來，得到了快速發(fā)展。 ? ? ? 據(jù)前瞻產(chǎn)業(yè)研究院統(tǒng)計數(shù)據(jù)顯示，去年，我國環(huán)保設(shè)備行業(yè)產(chǎn)值達到了2907.71億元，相比上年增長12.50%。從2008年到去年，環(huán)保設(shè)備行業(yè)產(chǎn)值從662.79億元增長到2907.71億元，復(fù)合增長率為23.52%，呈現(xiàn)逐年上升的情景。 ? ? ? 從行業(yè)銷售收入來看，去年，環(huán)保設(shè)備行業(yè)銷售收入達到了3221.52億元，相比上年增長2.37%。從2008年到去年，環(huán)保設(shè)備行業(yè)銷售收入從643.21億元增長到3221.52億元，年均增長率達到25.88%。 ? ? ? 隨著行業(yè)發(fā)展，優(yōu)勢企業(yè)在獲得穩(wěn)定盈利的同時，也得到了行業(yè)規(guī)模擴大和份額提升帶來的成長機會。

? ? 位于歐洲中部的德國，地勢北低南高，年降水量800毫米，年內(nèi)年際分布都比較均勻。德國河流眾多，水資源豐沛，雖不存在水資源短缺問題，但為了維持良好的生態(tài)與環(huán)境，德國政府不僅制定了嚴格的法律和法規(guī)，要求對污水進行治理，同時還要求對雨水進行收集利用，并投入了大量的人力物力開展雨水利用的研究與應(yīng)用。 ? ? 德國在20世紀80年代末，就把雨水的管理與利用列為90年代污染控制的三大課題之一，修建了大量的雨水池用于截留、處理或利用天然地形以及人工設(shè)施滲透雨水。目前，已形成了比較成熟和完整的雨水收集、處理、控制和滲透技術(shù)以及配套的法規(guī)體系，成為國際上雨水資源利用技術(shù)最為先進的國家之一。 ? ? ? 法規(guī)支持和政策導(dǎo)向是德國雨水利用成功的關(guān)鍵 ? ? ? 德國聯(lián)邦水法、建設(shè)法規(guī)和地區(qū)法規(guī)都以法律條文或規(guī)定的形式，要求加強對自然環(huán)境的保護和水資源的可持續(xù)利用。聯(lián)邦水法的政策導(dǎo)向為：優(yōu)化生態(tài)與環(huán)境，保持生態(tài)平衡。這為各州的法規(guī)建設(shè)確立了基本依據(jù)。在這種背景下，建設(shè)規(guī)劃導(dǎo)則規(guī)定，在建設(shè)項目的用地規(guī)劃中，要保障雨水下滲用地，并通過法規(guī)進一步落實。各州的具體落實方式不同，但在其法規(guī)中都規(guī)定，除了特定情況外，降雨不能排放到公共管網(wǎng)中;新建項目的業(yè)主必須對雨水進行處置和利用。 ? ? ? 1988年，德國漢堡最早頒布了對建筑物雨水利用系統(tǒng)的資助政策，在后來的7年時間里，先后有1500多個私有住宅的雨水利用系統(tǒng)得到州政府的資助。1992年，黑森州開始征收地下水稅，并籍此資助包括雨水利用在內(nèi)的節(jié)水項目。1993年又頒布了新的建筑法規(guī)，給市政當(dāng)局或地方團體權(quán)利來強制性地推行雨水利用。這些工作標志著城市規(guī)劃與建設(shè)的一個新紀元。到了20世紀90年代后期，又有一些州或市政府出臺了對雨水利用的資助和鼓勵政策。這些有關(guān)的法律法規(guī)及政策導(dǎo)向有利地促進了德國城市雨水利用技術(shù)的推廣與應(yīng)用。 ? ? ? 目前，城市雨水利用在德國已逐步進入到標準化和產(chǎn)業(yè)化階段。1989年，德國出臺了雨水利用設(shè)施標準(DIN1989)，對住宅區(qū)、商業(yè)區(qū)和工業(yè)部門雨水利用設(shè)施的設(shè)計、施工和運行管理，過濾、儲存、控制與監(jiān)測4個方面制定了相應(yīng)的標準。1992年，德國出現(xiàn)了“第二代”雨水利用技術(shù)。又經(jīng)過10余年的發(fā)展與完善，到今天的“第三代”雨水利用技術(shù)，新的標準也逐步成形。 ? ? ? 德國的城市雨水利用技術(shù) ? ? ? 德國到本世紀初已形成了“第三代”雨水利用技術(shù)。其基本特征體現(xiàn)在設(shè)備的集成化，從屋頂雨水的收集、截污、貯存、過濾、回用到控制都有一系列的定型產(chǎn)品和組裝式成套設(shè)備，各項雨水資源化技術(shù)均達到了世界領(lǐng)先水平。 ? ? ? 從降雨徑流收集技術(shù)來看，德國有關(guān)法律都規(guī)定受到污染的降雨徑流必須經(jīng)過處理達標后方可排放。實際操作中一般將來自不同區(qū)域的降雨徑流分別收集，對來自屋頂?shù)膹搅鳎唤?jīng)處理或稍加處理即直接用于沖洗廁所、灌溉綠地或用于景觀補水等;而對于來自機動車道等區(qū)域上的徑流，則要處理達標后方可排放。 ? ? ? 從降雨徑流傳輸與貯存技術(shù)來看，德國傳輸徑流主要有地下管道和地表明溝兩種形式，其中地下雨水管線不僅要考慮雨水傳輸，同時還要考慮儲存雨水和減緩洪峰的功能;地表明溝則既考慮了雨水傳輸?shù)墓δ埽部紤]了對構(gòu)造城市景觀的作用，通常是將其模擬為蜿蜒曲折的天然河道。降雨徑流的貯存形式，家庭中一般采用預(yù)制混凝土或塑料蓄水池;居民區(qū)一般采用人工湖或構(gòu)造水景觀，或者通過綠地、花園或人工濕地增加雨水入滲?？傊聡鴮⒂晁膫鬏攦Υ媾c城市景觀建設(shè)與環(huán)境改善融為一體，既有效地利用了雨水資源、減輕了污水處理廠對雨水處理的壓力，又有效地改善了城市景觀。 ? ? ? 從降雨徑流過濾、控制與處理技術(shù)來看，為了除去降雨徑流中的雜質(zhì)，德國研究開發(fā)了不同種類的徑流過濾器。分散式過濾器一般體積較小，安裝于房屋的漏雨管下端;集中式過濾器體積較大，用于將來自不同區(qū)域的徑流匯集到一起進行集中過濾。為了達到更為理想的降雨徑流水質(zhì)處理效果，德國還研制開發(fā)了不同的徑流控制設(shè)備。 ? ? ? 最基本的雨水利用單元是居民住宅。德國居民住房多為單門獨戶，其雨水利用也較為方便。家庭雨水利用的一般模式是首先將屋頂雨水通過雨漏管進行收集處理，然后通過分散或集中式過濾除去徑流中的顆粒污染物，再將過濾后的雨水引入蓄水池貯蓄，最后通過水泵輸送至用水單元，一般多用于沖洗廁所或灌溉綠地等。此外，家庭屋頂花園雨水利用系統(tǒng)也比較普遍，它是削減城市暴雨徑流量、控制非點源污染和美化城市的重要途徑之一，也可以作為雨水集蓄利用的預(yù)處理設(shè)施。 ? ? ? ? 第二種雨水利用的典型區(qū)域是城市居民小區(qū)。生態(tài)小區(qū)雨水利用系統(tǒng)是1990年代開始在德國興起的一種綜合性雨水利用技術(shù)。該技術(shù)利用生態(tài)學(xué)、工程學(xué)、經(jīng)濟學(xué)原理，通過人工設(shè)計，依賴水生植物系統(tǒng)或土壤的自然凈化作用，將雨水利用與景觀設(shè)計相結(jié)合，從而實現(xiàn)人類社會與生態(tài)、環(huán)境的和諧與統(tǒng)一。其具體做法和規(guī)模依據(jù)小區(qū)特點而不同，一般包括屋頂花園、水景、滲透、中水回用等。此外，一些小區(qū)開發(fā)出集太陽能、風(fēng)能和雨水利用水景觀于一體的花園式生態(tài)建筑。其中一個典型的例子是曼海姆Wallstadt居民小區(qū)。Wallstadt居民小區(qū)的雨水通過具有一定造型的地面寬淺式溝道流入明渠。明渠模仿天然河流修建，局部地段建有涌泉或造型建筑物，渠邊種植水生植物。明渠底部采用防滲處理，以保持穩(wěn)定的水面，若水量過大，會自動溢過防滲層補給地下水。 ? ? 第三種城市雨水利用的典型對象是大面積商業(yè)開發(fā)區(qū)。德國有關(guān)法律不但規(guī)定受到污染的降雨徑流必須經(jīng)過處理達標后排放，而且規(guī)定新建開發(fā)區(qū)必須考慮雨水利用系統(tǒng)。因此，開發(fā)商在進行開發(fā)區(qū)規(guī)劃建設(shè)時，均將雨水利用作為重要內(nèi)容考慮，尤其在大面積商業(yè)開發(fā)區(qū)建設(shè)時，一般開發(fā)商都結(jié)合開發(fā)區(qū)雨情水情，因地制宜，將雨水利用系統(tǒng)作為開發(fā)區(qū)建設(shè)的重要組成部分。柏林的坡斯坦廣場就是一個成功的范例。坡斯坦廣場是東西德統(tǒng)一后開發(fā)興建的歐洲最大的商業(yè)區(qū)，總投資約為80億德國馬克。由于柏林市地下水位埋深較淺，要求商業(yè)區(qū)建成后既不能增大地下水補給量，也不能增加雨水排放量。為此，開發(fā)商對雨水利用采用了如下方案：對適宜建設(shè)綠地的屋頂全部建成綠色屋頂，利用綠地的滯蓄作用滯蓄雨水，一方面延緩徑流的產(chǎn)生，起到防洪作用，另一方面增加雨水的蒸發(fā)，起到增加空氣濕度、改善環(huán)境的作用;對不宜建設(shè)綠地的屋頂，將屋頂雨水通過雨漏管并經(jīng)過濾后引入地面蓄水池，構(gòu)造水景觀。 ? ? ? “洼地——滲渠系統(tǒng)”和道路雨水利用 ? ? ? 近年來，“洼地——滲渠系統(tǒng)”這種新的雨水處理系統(tǒng)在德國開始流行。該系統(tǒng)包括各個就地設(shè)置的洼地、滲渠等組成部分，這些部分與帶有孔洞的排水管道連接，形成一個分散的雨水處理系統(tǒng)。通過雨水在低洼草地中短期儲存和在滲渠中的長期儲存，保證盡可能多的雨水得以下滲。該系統(tǒng)代表了一種新的排水系統(tǒng)設(shè)計理念，即“徑流零增長”，這個理念的目標是使城市范圍內(nèi)的水量平衡盡量接近城市化之前的降雨徑流狀況。系統(tǒng)的優(yōu)點在于不僅大大減少了因城市化而增加的雨洪暴雨徑流，延緩了雨洪匯流時間，對防災(zāi)減災(zāi)起到了重要的作用，同時由于及時補充了地下水，可以防止地面沉降，使城市水文生態(tài)系統(tǒng)形成良性循環(huán)。 ? ? 此外，德國的道路雨水利用也很普遍。與屋頂雨水利用不同，道路雨水主要排入下水道或滲透補充地下水。在德國，城市街道雨水入口多設(shè)有截污掛籃，以攔截雨水徑流攜帶的污染物。由于機動車道的降雨徑流含有較高濃度的污染物質(zhì)，必須經(jīng)過處理后方可排放，因此，德國沿機動車道均建有徑流收集系統(tǒng)，將所收集到的徑流直接送至污水處理廠處理，高速公路所收集徑流則要進入沿路修建的處理系統(tǒng)處理后才能排放。 ? ? ? ?城市雨水利用 ? ? ? 城市雨水的利用是一個方興未艾的廣闊領(lǐng)域，它涉及到城市雨水資源的科學(xué)管理、雨水徑流的污染控制、城市居民小區(qū)的合理設(shè)計及其環(huán)境建設(shè)等方面，是一項涉及面很廣的系統(tǒng)工程。21世紀無論是發(fā)達國家還是發(fā)展中國家，很多地區(qū)都面臨著淡水資源緊缺的問題。作為解決水資源短缺問題的途徑之一，城市雨水資源的利用必須得到足夠的重視，必須改變單純排放雨水的觀念，限制雨水直接排放與流失。雨水是一種優(yōu)質(zhì)的自然資源，收集和使用方便，污染少，處理簡單，用于城市和生活，可以有效緩解城市生活供水不足的矛盾。雨水利用是一項典型的生態(tài)保護技術(shù)，對于水資源的優(yōu)化配置，促進經(jīng)濟社會的可持續(xù)發(fā)展具有十分積極的意義，需要多學(xué)科、跨部門聯(lián)合攻關(guān)、共同研究。

? ? 麥胡奧斯即將成為全球首個用家用污水和廢水生成的能源向市民驅(qū)動淡水供給的城市。奧胡斯瑪爾麗斯堡污水處理廠已經(jīng)過修復(fù)，現(xiàn)在它能生成運行電廠所需要的150%的電能，這意味著盈余的能量可被用于全市泵水系統(tǒng)，還可以定期為市內(nèi)生活的20萬人驅(qū)動整個飲水系統(tǒng)，其他剩余的電量則會被銷售給當(dāng)?shù)仉娋W(wǎng)。 ? ? ? “我們將成為首個能源中立的排水地區(qū)。”丹佛斯電力電子公司的Mads Warming說，該公司向市政自來水系統(tǒng)奧胡斯水系統(tǒng)提供技術(shù)。 ? ? ? 該電廠利用家庭廢水和污水形成沼氣產(chǎn)生能量。廢水被泵入充滿細菌的38℃的蒸煉器中，這會產(chǎn)生沼氣(大部分成分是甲烷)，隨后這些氣體被燃燒生成熱量用于發(fā)電。 ? ? ? “我們不會添加任何諸如餐館的有機物、風(fēng)場的能源或是太陽能?！眾W胡斯飲水系統(tǒng)主管經(jīng)理Lars Schoder說。 ? ? ? 該技術(shù)并不新穎，但它在奧胡斯的成功卻離不開該市對排水和減少硝酸鹽與磷酸鹽污染的嚴格環(huán)境法規(guī)等綜合措施。用適宜的基礎(chǔ)設(shè)施恢復(fù)能源也提供了幫助，通過控制管道的日常和季節(jié)性壓力，大幅降低了因為泄露和維持開銷造成的成本消耗。 ? ? ? 升級瑪爾麗斯堡的基礎(chǔ)設(shè)施需要近300萬歐元的投資，但奧胡斯水系統(tǒng)有望在5年內(nèi)收回成本，因為它可以節(jié)約維護成本，還可以將過剩的能源賣給電網(wǎng)和地區(qū)供熱系統(tǒng)。 ? ? ? 包括哥本哈根在內(nèi)的丹麥其他城市也在設(shè)法復(fù)制奧胡斯的案例。此外，美國芝加哥和舊金山也對這種能源利用方式很感興趣。

? ? 20世紀60年代開始，日本在國家層面進行頂層設(shè)計，政府組織一系列國家攻關(guān)項目并給予經(jīng)常性的經(jīng)費支持，構(gòu)筑了日本膜領(lǐng)域的知識創(chuàng)新體系、技術(shù)創(chuàng)新體系和服務(wù)體系。 ? ? ? 同時通過資源整合，企業(yè)集團的技術(shù)創(chuàng)新能力、市場開拓能力得到提升，在全球膜領(lǐng)域占據(jù)重要地位。 ? ? ? 日本膜企業(yè)為何重要? ? ? ? 目前，日本膜企業(yè)的業(yè)務(wù)范圍遍布全球。 ? ? ? 過去三十年間，日東電工集團美國海德能公司、東麗株式會社、東洋紡織公司與美國陶氏化學(xué)幾乎壟斷全球反滲透膜的供應(yīng)，直到近年其壟斷地位才略有松動。 ? ? ? 三菱麗陽公司、旭化成公司、久保田株式會社在超濾、微濾膜技術(shù)領(lǐng)域處于全球領(lǐng)先地位，其業(yè)務(wù)范圍也覆蓋全球。 ? ? ? 日本膜企業(yè)何處領(lǐng)先? ? ? ? 1985-2014年全球膜技術(shù)相關(guān)專利申請主要集中于日本、中國、美國、德國和韓國，專利量占總量的84.1%。其中日本的膜技術(shù)公開專利數(shù)最多，占26.2%，其次為中國(24.2%)、美國(18.9%)、德國(8.2%)。日本專利權(quán)人集中于企業(yè)，而中國專利權(quán)人集中于高校。 ? ? ? 在全球公開專利數(shù)排名前20的專利權(quán)人中，日本擁有16個席位，占專利總量的9.8%。其中，日本豐田自動車株式會社公開專利數(shù)達1742項，遠高于其他機構(gòu)，排名第二的東麗工業(yè)公司專利數(shù)為1046項，其余機構(gòu)的專利數(shù)均未超過800項。 ? ? ? 再來看各專利權(quán)人的研究方向，豐田自動車株式會社主要研究方向為固體電解質(zhì)的燃料電池及其制造、燃料電池的零部件及其制造;東麗工業(yè)公司、栗田水工業(yè)有限公司和日東電工株式會社以滲析法、滲透法或反滲透法處理水、廢水或污水為主。 ? ? ? 日本膜技術(shù)應(yīng)用如何? ? ? ?凈水行業(yè) ? ? ? 日本膜分離(MF/UF)凈水設(shè)施的建設(shè)非常迅速，設(shè)施數(shù)呈直線增長，1992年僅為7處，而2013年末總數(shù)達到了809處，日處理能力達到了1.5×106 m3/d。日本反滲透膜(RO)凈水設(shè)施數(shù)逐年呈穩(wěn)定增加，在2008年后累積處理水量增加趨勢變緩，截至2013年，日本反滲透凈水設(shè)施數(shù)達到639處，累積日處理能力為6.47×105 m3/d。超濾/微濾凈水設(shè)施在凈水設(shè)施中所占的比重明顯增加，從2000年的25%增加到2013年的70%。 ? ? ? 2000年，日本膜技術(shù)自來水廠處理能力僅為100×103 m。膜技術(shù)主要應(yīng)用于小型供水系統(tǒng)，其中71%的膜系統(tǒng)產(chǎn)水量小于500 m3/d，產(chǎn)水量大于1 000 m3/d的膜系統(tǒng)僅占13%。 ? ? ? 2004年，一些產(chǎn)水量超過10×103 m3/d的大、中型水廠也開始使用膜技術(shù)。在2月，處理能力達到30×103 m3/d的膜法供水系統(tǒng)在東京都羽村市建成投入使用。 ? ? ? 2005年，橫濱市和福岡市也安裝了產(chǎn)水量為100×103 m3/d的大型供水系統(tǒng)。 ? 廢水處理 ? ? ? 日本MBR處理技術(shù)起步較早，但最初都是應(yīng)用于小規(guī)模的污水處理系統(tǒng)，包括在線污水處理凈化槽系統(tǒng)、糞便處理系統(tǒng)、建筑污水回用系統(tǒng)以及工業(yè)廢水處理，直到2005年才將其應(yīng)用到大型的市政污水處理工程。雖然總體上應(yīng)用規(guī)模較小，但其對全球MBR技術(shù)的發(fā)展推動較大。 ? ? ? 日本利用反滲透膜處理工業(yè)廢水的技術(shù)早在1974年就已出現(xiàn)，并持續(xù)得到越來越廣泛的運用。到2013年，利用反滲透膜處理工業(yè)廢水的設(shè)施已建成215處，累積處理能力達到1.85×105 m3/d。這些裝置85%以上出水以上仍然用于工業(yè)。 ? 海水淡化 ? ? ? 脫鹽裝置在日本應(yīng)用較早(20世紀60年代)，且從80年代起迅速發(fā)展。2013年日本的脫鹽裝置累計產(chǎn)水量達到1.64×106 m3/d。

? ? 中國研究人員21日在美國《國家科學(xué)院學(xué)報》上報告了一種高效、便攜的太陽能海水淡化技術(shù)，能以高達80%的能源轉(zhuǎn)換效率把海水轉(zhuǎn)化成高質(zhì)量的飲用水。 ? ? ? ? 負責(zé)研究的南京大學(xué)現(xiàn)代工程與應(yīng)用科學(xué)學(xué)院教授朱嘉介紹，他們使用的是一種太陽能海水淡化利用光蒸餾原理的技術(shù)，無需其他能量即可產(chǎn)生淡水，因此為理想的海水淡化方案，但由于能量轉(zhuǎn)換效率較低，一直無法大規(guī)模應(yīng)用。 ? ? ? 為此，朱嘉課題組提出一種新思路，它有兩大創(chuàng)新之處：一是利用石墨烯制成可折疊而且輕便的薄膜，用來吸收太陽能蒸餾海水，大大增加了便攜性;二是讓石墨烯吸收體與海水分隔開，降低熱導(dǎo)損耗。 ? ? ? 此外，由于在過去絕大部分工作中，吸收體與水直接接觸，造成能量通過水本身的導(dǎo)熱而耗散掉，所以需要光學(xué)聚焦、隔熱等手段維持熱平衡。他們設(shè)計了一個特殊的二維水通道，不讓吸收體與海水直接接觸，所以不需外界輔助，就能實現(xiàn)高效轉(zhuǎn)換。 ? ? ? 據(jù)報道，朱嘉課題組設(shè)計的是一個由泡沫聚苯乙烯制成的圓柱形熱絕緣體，熱絕緣體外層涂以織維素涂層構(gòu)成特殊水通道，圓柱體頂部覆蓋著石墨烯薄膜。工作時，織維素通過毛細作用從下部水池吸水，供給上方薄膜加熱成蒸汽，進而收集淡水。 ? ? ? 朱嘉介紹，之前光到蒸汽的能量轉(zhuǎn)換效率在同等條件下一般為60%左右，而他們的裝置可達到80%，轉(zhuǎn)化后水質(zhì)經(jīng)初步檢驗超過世界衛(wèi)生組織等國際通用標準。加上薄膜可折疊且輕便，制造成本較低，所以“應(yīng)用范圍大大提高”。當(dāng)然，這個裝置長期工作的穩(wěn)定性還需要時間以及在不同應(yīng)用場景下進行檢驗。 ? ? ? ? 水資源短缺一直是世界各國都關(guān)注的焦點問題，而我國雖然幅員遼闊，卻是世界上水資源最缺乏的國家之一，人均占有量少，水患問題也多。 ? ? ? 據(jù)公開資料顯示，我國的年水資源總量為2.8萬多億噸，居世界第六位，人均水量不足2400m3，僅為世界人均水量的1/4，世界排名第110位，被聯(lián)合國列為13個貧水國家之一。同時，我國水域普遍受到了不同程度的污染，降低了水資源利用的功能。全國600多個城市中，有400多個城市供水不足，100多個城市嚴重缺水，每年缺水量達60多億m3。 ? ? ? 朱嘉說，他們的這項技術(shù)或許可以為這項世界難題補充一個不同的方法和思路。面對水資源短缺的例如沙漠、海島之類的特殊地點，貧困欠發(fā)達地區(qū)或遭受自然災(zāi)害的地方，綠色、便攜、高效的水處理技術(shù)正是這類地區(qū)所急需的。 ? ? ? 海水淡化技術(shù)尚未達到領(lǐng)先水平 ? ? ? 目前，我國的海水淡化技術(shù)仍與其他國家有較大差距，而且主要用于工業(yè)。據(jù)興業(yè)證券研究報告顯示，我國國內(nèi)噸水成本較高，從成本結(jié)構(gòu)來看，能源成本占到噸水成本的四成到五成。國內(nèi)海水淡化噸水平均成本達到5~8元，明顯高于海外先進項目(以色列)的3~4元。 ? ? ? 當(dāng)下，走在海水淡化技術(shù)前列的國家當(dāng)屬以色列。盡管以色列本身的淡水資源十分缺乏，但是靠著世界領(lǐng)先的海水淡化技術(shù)，不僅滿足了本國需要，還能向其他國家出口淡水。其中，位于以色列南部的IDE技術(shù)公司發(fā)明的反滲透法淡化海水技術(shù)最為有名，IDE公司憑借這項技術(shù)甚至被財富雜志評為2016年改變世界的企業(yè)第2名。 ? ? ? 解決難題：政策發(fā)力 企業(yè)并購 ? ? ? 為了彌補我國國內(nèi)水資源短缺問題，國務(wù)院在2012年就發(fā)布了《關(guān)于加快發(fā)展海水淡化產(chǎn)業(yè)的意見》，然而實際情況卻不盡如人意。 ? ? ? 據(jù)中國水網(wǎng)報道，2012至2015年，全國海水淡化工程規(guī)模復(fù)合年增長率僅為8.3%。發(fā)展意見中的一系列量化目標：包括到2015年，海水淡化能力達到220萬-260萬噸/日，對海島新增供水量的貢獻率達50%以上，對沿海缺水地區(qū)新增工業(yè)供水量貢獻率達15%以上，海水淡化原材料、裝備制造自主創(chuàng)新率達70%以上等等，都沒有實現(xiàn)。 ? ? 今年，海水淡化議題再起，出現(xiàn)多起國內(nèi)企業(yè)主導(dǎo)并購海水淡化公司案例。 ? ? ? 先是巴安水務(wù)宣布將收購瑞士水務(wù)股權(quán)，以獲得源自國際巨頭IDE公司的海水淡化核心技術(shù)。而后，天壕環(huán)境全資收購了擁有5個海水淡化項目，以及十多項脫鹽技術(shù)的賽諾水務(wù)。8月初，巴安水務(wù)宣布將再次出手，以96.7萬歐元收購德國上市公司ItN的64%股權(quán)，ItN的核心產(chǎn)品陶瓷平板膜可以用于海水淡化反滲透工藝的前端處理。而在8月中旬還傳出，中國交通建設(shè)股份有限公司正在參與全球海水淡化巨頭IDE 技術(shù)公司的競價收購，他們的非約束性報價高達43億元人民幣。 ? ? ? 在國內(nèi)技術(shù)沒有進一步突破的前提下，并購其他海水淡化技術(shù)較為先進企業(yè)也不失為一個辦法，但是，始終要自己掌握核心技術(shù)才有底氣。朱嘉也表示，目前還需要提高太陽能海水淡化的效率，同時降低成本，才能提高適用范圍。