膜处理整体解决方案全景调研与发展战略研究

膜处理整体解决方案全景调研与发展战略研究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（ZrO2）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。陶瓷膜行业技术特点及发展趋势自20世纪90年代我国科研人员在陶瓷膜材料核心技术上取得突破以来，我国陶瓷膜行业经过近二十年的发展，在技术水平和产品质量等方面已经达到或接近了国际领先水平，甚至在个别性能或功能指标上已实现超越，并在生物与医药、化工、食品饮料等过程工业及特种水处理领域探索出了较为成熟的膜分离技术应用工艺。（一）陶瓷膜行业膜材料的创新发展实现陶瓷膜材料的低成本化生产，解决制约陶瓷膜推广应用的成本经济性问题；进一步提高陶瓷膜材料的分离精度及分离稳定性，使其在液体分离领域实现纳滤级别的连续高效运行；实现对陶瓷膜表面性质的调控，通过改变其表面亲疏水性及荷电性、生物兼容性等拓展陶瓷膜的应用领域。（二）陶瓷膜行业多种技术的耦合为满足在不同领域的应用需求，需要在陶瓷膜技术之上进行多种技术的耦合，主要体现为：陶瓷膜与其他膜材料的集成应用；膜分离技术与其他技术的集成应用。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。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）功能性膜材料医药包装是医药产业的重要组成部分，在发达国家，医药包装占药品价值的30%，而在我国只有10%。在医药包装产品之中，医用塑料包装薄膜是重要组成部分，其用途十分广泛，不仅可用于片剂、粉剂、颗粒状药品包装，也可用于膏状、液体以及药品纸盒包装的内衬以及医疗器械等的包装。而高阻隔膜包装属环保塑料医药包装材料，尤其在输液包装领域，因其不使用粘合剂，由多层聚烯烃材料同时熔融交联共挤出，既消除了粘合剂带来的不稳定性，同时又提升了膜材的性能，使其更安全、有效。无机陶瓷膜未来行业发展前景无机陶瓷膜是一种具有特殊选择性分离功能的无机高分子材料，是以氧化铝（Al2O3）、氧化锆（ZrO2）和氧化钛（TiO2）等粉体为原材料，采用特殊工艺制备而形成的薄膜材料。无机陶瓷膜是高性能膜材料的重要组成部分，也是国家重点大力发展的战略新兴产业，近年来，随着国家政策持续利好，以及相关技术不断突破，我国无机陶瓷膜市场规模逐渐扩大。无机陶瓷膜优势突出，具有耐高温、化学稳定性好、机械强度高、使用寿命长、抗微生物能力强等特点，在化工、食品、医药、生物制品以及污水处理等领域应用广泛。近年来，得益于市场需求不断释放，全球无机陶瓷膜市场发展态势较好，2019年，全球无机陶瓷膜行业市场规模接近5．2亿美元。与欧美等发达国家相比，我国无机陶瓷膜行业研究和应用起步较晚，受技术、资金等因素限制，早期我国无机陶瓷膜企业的竞争优势不足，国内市场由外资企业占据主导。后随着国内企业自主研发能力提升，以及国家扶持力度加大，我国无机陶瓷膜行业取得了一定的成就，本土企业凭借价格优势、本土优势、渠道优势等抢占国内无机陶瓷膜市场份额，在此背景下，无机陶瓷膜开始逐步实现。2019年，我国无机陶瓷膜市场规模达到5．8亿元，行业产能接近13．4万平方米，同比增加12．9%。从产能分布来看，我国无机陶瓷膜产能主要集中在长三角、珠三角以及环渤海等地区，三大地区合计产能占比达到62．4%，由此来看，我国无机陶瓷膜产能较为集中。从细分市场来看，根据孔径不同，无机陶瓷膜可分为微滤膜、超滤膜和纳滤膜三大类，目前微滤膜、超滤膜的生产和应用较为成熟，相比之下，纳滤膜在无机陶瓷膜市场的占比较小。纳滤膜的分离精度更高，未来随着相关技术不断突破，以及市场需求升级，纳滤膜市场发展前景较好。无机陶瓷膜是高性能膜材料的重要组成部分，近年来，随着国家政策持续利好，以及相关技术不断突破，我国无机陶瓷膜行业发展态势较好。经过多年发展，我国无机陶瓷膜基本实现了，但与国际先进企业相比，我国无机陶瓷膜企业仍存在一定的发展空间。全球膜材料行业发展现状20世纪80年代以来，随着膜材料分离技术的工业化应用迅速发展，以及膜蒸馏和渗透汽化等膜分离过程技术不断取得突破，世界膜材料产业迎来了飞速发展。目前，国际上膜材料研发及具备产业化规模的生产机构主要集中在美国、日本和欧洲等发达国际和地区，而主要的国际研发机构有法国国家科学研究院、新加坡国立大学、鲁汶大学、俄罗斯研究院、美国能源部、屯特大学等；主要的生产企业包括美国GE公司、陶氏化学公司、GFT公司、UOP公司、颇尔公司、日本东丽（TORAY）株式会社、日东电工公司、株式会社久保田等。从产品来看，以美日为代表的国外企业在高性能分离膜领域优势较为明显，尤其是在反渗透膜领域，正逐步形成了寡头垄断的格局，而其在气体分离膜等热点研究领域优势也比较明显。相比较而言，我国在高性能分离膜研究领域的起步较晚，且中低端产品居多，尤其是在高性能反渗透膜领域仍与国外企业有着较大差距。陶瓷膜行业竞争格局国内陶瓷膜行业的发展时间较短，且陶瓷膜行业在技术、市场和人才等方面具有较高壁垒，国内仅有极少数具备较高综合实力的企业能够建立完整的膜集成技术整体解决方案业务体系。现阶段，国内陶瓷膜行业的竞争主要体现为陶瓷膜企业与传统过滤分离工艺企业之间的技术替代竞争、国内企业面对国外先进企业的进口替代竞争，以及以有机膜为核心的膜分离技术应用企业竞争。以陶瓷膜为核心的膜分离技术目前主要作为高效分离工艺在过程工业以及特种水处理领域中的过滤分离、浓缩提纯、净化除杂等工艺环节用于替代传统过滤分离技术。而在以上领域中，传统过滤分离工艺经过多年应用，工艺技术已较成熟，设备通用性较强，市场也相对较为成熟。膜分离技术企业与传统过滤分离工艺企业之间的竞争主要表现为技术的替代竞争，即在具体应用环境条件下技术经济合理性的竞争。与传统过滤分离工艺相比，膜分离技术工艺因设备技术含量高、专用性强、通常采用自动控制系统等因素，初始投资可能相对较高。但膜分离技术具有分离效率和分离精度高、能耗低、产品质量高等优势，并且能够很好地适应各种苛刻环境和复杂工艺条件，因而后期运营维护成本通常相对较低，具有一定的技术经济性。随着膜分离技术的发展和市场认知度的提高，膜分离技术对传统过滤分离技术的替代作用将进一步显现。（一）陶瓷膜行业内企业间的竞争国内目前从事陶瓷膜业务的规模化企业仍较少，多数企业的业务范围仅限于采购陶瓷膜材料及组件进行成套设备加工和工程安装，仅有极少数企业具备自主研发、设计、生产陶瓷膜材料、膜组件与成套设备并以此为基础向客户提供膜集成技术整体解决方案的完整业务体系。现阶段国内陶瓷膜行业内的竞争主要是国内企业面对国外先进企业的进口替代竞争。国外陶瓷膜技术及其应用的发展时间相对较长，因此在我国陶瓷膜行业发展初期，国外先进企业凭借其技术和产品优势，在我国陶瓷膜市场占据了垄断地位。随着国内陶瓷膜企业的快速发展，国外先进企业的垄断地位已被打破，国内领先企业与国外先进企业之间的技术、产品差距被迅速拉近，并且凭借价格竞争力、产品适用性及全过程服务等优势已在国内陶瓷膜市场占据主导地位。国外先进企业的积极投入，带动了国内陶瓷膜技术水平的提高和应用规模的扩大，但也将加剧国内陶瓷膜行业的市场竞争，对国内企业的发展形成一定压力。（二）陶瓷膜行业与以有机膜为核心的膜分离技术应用企业竞争根据膜材质的不同，膜可分为无机膜和有机膜，其中有机膜是以有机聚合物加工而成，开发应用较早，且孔径更细、过滤精度更高，成本相对较低。相比较而言，陶瓷膜具有耐高温的优势，并且对酸、碱和有机溶剂的承受能力较强，具有良好的物理结构稳定性、耐久性好。随着膜分离技术及其应用的发展，对膜的使用条件提出了越来越高的要求，陶瓷