水处理膜材料技术及产业发展现状
■?文/冯瑞华
中国科学院武汉文献情报中心
水资源是经济社会发展重要的物质基础。我国是重度缺水国家，全国约有60%的城市面临严重缺水的威胁，农业用水也面临严峻挑战，水资源已经成为制约我国经济发展乃至人民生活的重要因素。海水淡化、污水废水循环利用等已经成为解决全球水资源危机的重要途径，因此迫切需要发展高效节能的水处理膜材料和技术。
一、水处理膜的战略部署与市场
膜法水处理技术与传统水处理方法相比，由于具有成本较低、分离精度高、投资少、易于操作和管理、对环境二次污染小等优点，在净水和污水处理与回用中有很好的应用前景，膜法水处理逐渐成为市场的发展趋势。目前国内反渗透膜有90%是进口产品；超滤和微滤膜约40%进口，而用于制作膜的原材料有50%～70%依
赖进口。国产膜与进口膜在价格、市场
占有率等方面的差异还是相当明显
的，这也是为什么业界一直呼吁要大
力提高分离膜国产化率的原因。
我国非常重视高性能分离膜的
发展，发布了多项发展规划。
《国家
“十二五”科学和技术发展规划》把高
性能分离膜材料列为产业关键技术
攻关示范重点之一，重点开发水处理
膜、气体分离膜、特种分离膜等膜材
料，水处理膜材料以反渗透膜为突破
口，显著提高国产反渗透膜材料的市
场占有率，重点膜材料国内市场占有
率提高30%以上。
《国务院关于加快培
育和发展战略性新兴产业的决定》提
出新材料产业要大力发展高性能膜
材料等新型功能材料。
《新材料产业
“十二五”发展规划》把功能膜材料列
入“新材料‘十二五’重点扶持专项”工
程；《节能环保产业发展规划》则明
确提出要重点攻克膜生物反应器，重
点研发和产业化示范膜材料。
《分离
膜“十二五”发展规划》提出中国要在
分离膜全领域形成完备、规模化的膜
与膜组器的生产技术与生产能力，膜
性能达到国际先进水平。国产反渗透
膜应用要进入水处理高端领域，年产
能要达到1000万m2，国内市场占有
率上升至25%～30%，并有出口。超滤
和微滤膜领域则要研制高强度、高水
通量、耐污染的超/微滤膜，产能达到
4500万～5000万m2/a。电驱动膜形
成100万～130万m2的年产能。国内氯
碱工业用全氟离子膜将实现规模化
生产，年产能达到20万m2。
《中国膜行
业“十三五”战略发展规划》正在编制
中，拟提出功能膜产值在“十二五”的基础
上翻番，微滤膜及超滤膜质量实现新突
破，国内市场占有率达到60%～80%。到
“十三五”末期，功能膜产值突破2500
亿元，出口实现100亿元/a。期内将培育一批龙头企业：年销售收入在50亿～100亿元的超级企业5个；10亿～50亿元的大型企业10个；2亿～10亿元的优质企业20个。
“十三五”期间，膜产业的年增长速度在20%左右，到2020年达到2500亿～3000亿元的规模，其中膜产品年出口产值将超过100亿元。中国膜工业力争实现“着力培育龙头企业”的目标，即培育10家年产值50亿～100亿元的企业、20家年产值10亿～50亿元的企业，30家年产值2亿～10亿元的企业；布局若干膜产业积聚区，推动集群创新，显著提升产业的附加值，氯碱工业用的离子膜、海水淡化反渗透膜、高分子超微滤膜等重要膜品种的国内市场占有率提高30%以上。市场销售膜产品标准化覆盖率达80%以上，膜生产企业实现有标生产。
二、水处理膜研究进展
我国水处理膜的研究始于1970年前后，大约从1980年开始，为了生产半导体工厂使用的高纯度“超纯水”，水处理膜全面投产。从20世纪90年代起，又应用到了饮用水和工业用水的生产之中。进入21世纪后，水处理膜材料技术迅速扩大，膜技术被成为是21世纪的水处理技术，是近40年来发展最迅速、应用最广泛的技术。现
代的水处理膜分离技术主要包括微滤
膜（M F膜）、超滤膜（U F膜）、纳滤膜
（NF膜）、反渗透膜（RO膜）等，用途包
括净水处理、海水淡化、污水废水循环
利用等，详见表1所示。
1.微滤膜
微滤膜技术在液体分离的主要
应用领域包括食品饮料加工、生物制
药生产、饮用水的生产、废水处理、工
业加工和半导体制造等方面。微滤膜
在废水回用处理中应用最多，常用的
滤膜材料有醋酸纤维素、聚砜、聚醚
砜、聚乙烯、聚丙烯、聚丙烯腈等及其
改性材料。聚偏四氟乙烯材料具有良
好的化学稳定性、热稳定性及机械强
度，能溶于多种溶剂，是目前使用较
广泛的膜材料之一。但聚偏四氟乙烯
材料有较强的疏水性，过滤过程中易
吸附有机物质使膜被污染，导致膜通
量下降，限制了其在废水处理中的应
用。因此，提高微滤膜材料的抗污染
性，对微滤膜进行改性是目前研究的
热点。改性方法较多，包括在原有的
膜材料上进行共混改性、表面化学改
性、辐照接枝和新型无机-有机膜杂
化改性等。
2.超滤膜
超滤膜是最早开发的高分子分
离膜之一，在20世纪60年代超滤装
置就实现了工业化。超滤膜的工业应
用十分广泛，不仅用于分离、浓缩、纯
化生物制品、医药制品以及食品工业
中；还用于血液处理、废水处理和超
纯水制备中的终端处理装置。超滤膜
一般为非对称膜，要求具有选择性的
表皮层，其作用是控制孔的大小和表
状，而聚合物膜的化学性质对膜的分
离特性影响较小。超滤膜具有各向异
性，其分离功能主要是靠膜2侧的表面
活性层实现的。超滤膜如今已发展了
数代，第1代为醋酸纤维素膜；第2代为
聚合物膜如聚矾、聚丙烯膜、聚乙烯薄
膜、聚醋酸乙烯膜、聚酰亚胺膜等，其性
能优于第1代膜，应用较广；第3代为
陶瓷膜，强度较高，其膜组件型式为片
型、管型、中空纤维及螺旋型等。
3.纳滤膜
纳滤膜的孔径范围介于反渗透
膜和超滤膜之间，约l n m左右，故称为
纳滤膜。纳滤膜可分为有机膜和无机
膜。无机膜包括陶瓷膜、金属膜和分子
筛膜等，无机纳滤膜具有良好的耐溶
剂性能，但价格较昂贵。目前应用最为
广泛的有机纳滤膜的包括醋酸纤维素
膜、聚酰胺复合膜、交联全芳香族聚酰
胺膜、聚乙烯醇膜、磺化聚砜膜。
中空纤维式和卷式膜组件的填
充密度高，造价低，组件内流体力学条
件好；但是这2种膜组件的制造技术
要求高，密封困难，使用中抗污染能力
差，对料液预处理要求高。而板框式和
管式膜组件虽然清洗方便、耐污染，但表1 水处理膜技术分类
膜单元种类过滤精度/μm功能主要用途
微滤膜（MF）0.1～10去除悬浮颗粒、细菌、部分病毒及大尺度胶体饮用水去浊，中水回用，纳滤或反渗透系统预处理超滤膜（UF）0.002～0.1去除胶体、蛋白质、微生物和大分子有机物饮用水净化，中水回用，纳滤或反渗透系统预处理
纳滤膜（NF）0.001～0.003去除多价离子、部分一价离子和
分子量200～1000D的有机物
脱除井水的硬度、色度及放射性镭，
部分去除溶解性盐，工艺物料浓缩等
反渗透膜（RO）0.0004～0.0006去除溶解性盐及分子量大于100D的有机物海水及苦咸水淡化，锅炉给水、工业纯水制备，废水处理及特种分离等
膜的填充密度低、造价高。因此，目前工业上应用最多的是卷式纳滤膜，另外，中空纤维纳滤膜在海水淡化应用中也占有很高的份额。
碳纳米管具有原子级光滑的内表面及纳米尺寸的孔道结构，应用于纳滤膜有望获得极高的输运速率和选择性。巴基纸纳滤膜、无序碳纳米管／聚合物混合滤膜和垂直排列碳纳米管复合滤膜有利于充分发挥碳纳米管自身的优势，代表了该领域未来的发展方向。
4.反渗透膜
反渗透膜是以膜2侧静压差为推动力而实现对液体混合物分离的选
择性分离膜。反渗透膜只能通过溶剂（通常是水）而截留离子或小分子物质。1960年首次制成了具有历史意义的高脱盐、高通量的非对称醋酸纤维素反渗透膜。美国孟山都公司、杜邦公司以及菲尔泰等公司发展了以聚酰胺为膜材料的反渗透复合膜。这种材料制成的反渗透复合膜与纤维素膜相比，具有较大的水通量和盐截留率，大大促进了反渗透膜技术的应用。第1代反渗透膜是均质膜，已在实际应用中被淘汰；第2代反渗透膜是用L2S制膜工艺制造的非对称膜，目前仍在一定范围内应用；第3代是复合型反渗透膜，目前广泛应用在各个领域。
反渗透膜的发展推动了水处理技术的进步，自从聚酰胺膜诞生，反渗透膜的发展处于瓶颈阶段，而寻求新型膜材料的研究也在进行中，反渗透技术从海水淡化逐渐拓展到废水处理、市政水的回用等领域，因此对反渗透膜也提出了新的要求。界面聚合聚酰胺薄膜的出现是重要的里程碑，而是近几十年来，反渗透膜的研究主要集中在合成引入某些功能基团的新单体，或者是对聚酰胺基质膜
的交联结构进行改性等方面，但对膜
的性能只能做部分改善，由于聚酰胺
膜存在抗氧化性、耐污染性差等问
题，因此为了应对反渗透应用领域的
扩展，一些新型反渗透膜也被研究报
道。主要是寻找新的膜材料来代替聚
酰胺，或者是通过添加无机纳米材料
来改善聚酰胺膜的分离性能、化学稳
定性及耐污染性等，如无机膜、杂化
膜及新型有机膜等。
三、水处理膜材料产业化现状
膜技术在水处理中的应用范围相
当广泛，既可用于给水处理也可用于
废水处理，在某些特殊行业的水处理
中也有涉足，且其应用规模在不断扩
大。目前，在膜法水处理应用方面领先
的国家有美国、日本、德国等。
1.国外
反渗透膜法已成为全球海水淡
化的主流技术。反渗透膜材料主要包
括芳香聚酰胺、醋酸纤维素、复合膜
等膜材料。东丽公司使用微孔约为
0.7n m的“交联芳香聚酰胺”作为R O
膜，结合UF膜和聚酯无纺布生产层状
“平膜”。在海水淡化厂中设置形似蛋
糕卷的“R O膜单元”。耐用年限为7年
左右。目前，除了阿尔及利亚和特立尼
达和多巴哥等国的大规模海水淡化厂
外，该公司还在向科威特、新加坡的污
水废水循环利用厂提供RO膜。美国海
德能公司是日东电工集团在美国的
全资子公司之一，主要生产反渗透膜
和纳滤膜及其组件。美国陶氏公司的
FILMTEC反渗透（RO）和纳滤（NF）
膜技术，不论用在小型系统还是巨型
水处理系统，处理天然苦咸水和海水
时，被公认为最有效能和最经济的关
键部件。R O和N F可以单独或组合在
一起使用，或与其它过程如离子交换
结合，减少再生剂的消耗和废水量，同
时制造出更高品质的纯水，或与蒸馏
过程结合，提高设备利用率，减少能耗
并得到符合要求的成品水。
M F膜可以用于污水处理等方
面，孔径小的UF膜则拥有去除病原性
微生物等用途。U F膜和M F膜的使用
形态大多是吸管状的“中空丝膜”
（RO
膜也有中空丝膜）
。在UF膜和MF膜领
域，旭化成、东丽、三菱丽阳等日本企业也拥有全球43%的份额。但随着雄踞该领域榜首的美国ZENON被美国通用电气（GE）收购，中国和韩国企业也纷纷加入，竞争正日趋激烈。国外水处理膜材料材料研究进展和产业化见表2。2.国内
中国膜产业也已经进入快速增长期，膜产业发展前景十分广阔。微滤、超滤、反渗透等膜技术在海水淡化、给水处理、污水处理与回用等领域的工程应用规模迅速扩大，多个具有标志性意义的大型膜法给水工程、污水回用工程及海水淡化工程已经相继建成。在M B R领域，我国应用研究起步相对较晚，但发展非常迅速，密云再生水厂（45000m3/d）、内蒙古金桥污水处理厂（31000m3/d）、北小河污水处理厂（60000m3/d）等大型M B R 污水处理工程相继投入运行。我国MBR技术应用比较成熟的厂家有（排名不分先后）：天津膜天膜科技股份有限公司、上海斯纳普膜分离科技有限公司、深圳市立昇净水科技有限公司、上海德宏生物医学科技发展有限公司、杭州洁弗膜技术有限公司、江苏蓝天沛尔膜业有限公司、诺卫环境安全工程技术（广州）有限公司、北京清大国华环境股份有限公司、天津清华德人环境工程有限公司、北京朗新明
表2 国外水处理膜材料产业化研究进展
机构（企业）所属国家研究进展产业化规模
GE泽能公司美国ZeeWeed膜生物反应器
ZeeWeed浸没式超滤膜（中空纤维膜）
全球最大的海水淡化、工业废水处理、中水回
用、纯水处理、循环水处理、锅炉水处理以及工艺
生产过程处理供应商
陶氏化学公司美国FILMTEC反渗透和纳滤膜元件
DOWEX离子交换膜（PVDF中空膜丝）
复合膜技术世界领先，拥有干膜技术
西门子股份公司德国西门子MEMCOR?膜技术（中空聚丙烯纤维膜）
浸入式连续膜过滤（CMF-S）系统
西门子收购USFilter（美净集团）成立了水技术
部，又收购北京赛恩斯特水公司70%的股份，竞争
获得北京北小河污水处理厂的改扩建工程
久保田公司日本久宝田膜生物反应器（浸没式平板式膜）
久保田液中膜技术（薄膜层材料为聚氯乙烯）
1990年在日本建立商业化污水处理厂。至今在全
世界已经有2200家市政污水用户和工业污水用户
东丽工业公司日本低压脱盐型反渗透复合膜、超低压大通量型反渗透复
合膜、极超低压节能型反渗透复合膜、低污染高脱盐
率反渗透复合膜、高脱盐海水淡化反渗透复合膜、节
能型海水淡化反渗透复合膜、超高压海水淡化反渗
透复合膜、超低压大通量纳滤复合膜、浸没式平板型
MBR膜生物反应器、基于精密分子设计和纳米技高
脱硼海水淡化膜、融合有机与无机材料的综合特性能
耐氧化剂的新型膜材料
具有RO、NF、UF、MF、纤维滤布系列膜技术。在
海水淡化领域，目前在世界各地已达到累计
54万m3/d以上的使用业绩
日东电工集团／美国海德能公司日本反渗透膜和纳滤膜
美国（加利福尼亚州Oceanside市）和日本（草津市）
2个工厂都具备从平膜制备到膜元件组装的一条
龙生产线，中国上海松江工厂为4英寸反渗透膜元
件组装厂
三菱丽阳集团日本中空纤维膜SteraporeSADFTM系列（聚乙二烯氟化
物薄膜（PVDF））
SteraporeSUNTM系列（PE）
—
旭化成公司日本UF超滤膜（材料PAN、PS）、MF微滤膜（材料
PE、PVDF）
Microza TM膜系列生产线总计300种膜组件产品
环保科技有限公司、北京碧水源科技
股份有限公司等。国内多尺度复合膜
材料研究进展见表3。
美日等国家的水企逐渐向中国
渗透，从最初设备厂商的身份到并
购、合资或者成立独立子公司，国内
外企业各种形式的战略合作也越来
越多。日本久保田“牵手”安徽国祯环
保科技股份有限公司，成立久保田国
祯环保工程科技（安徽）有限公司，引
进日本久保田膜设备的生产制造技
术，专门从事M B R膜设备的生产、研
发、销售以及污水工程总包。日本东丽
株式会社联合中国蓝星集团，共同投
资组建蓝星东丽膜科技（北京）有限
表3 国内水处理膜材料产业化研究进展
机构（企业）研究进展产业化规模
中国科学院大连化学物理研究所膜材料研究与开发，聚合物膜成膜过程及新型
分离膜研究，膜分离过程中传质机理研究，膜
分离应用及集成技术研究
“中空纤维氮氢膜分离器”荣获国家科技进步奖；超
滤膜技术在医药、生化和食品工业的产品分离、超纯
水制备和工业废水处理等方面得到了广泛应用；微
孔滤膜、纳滤膜及其成套设备并已用于工业生产
北京碧水源科技股份有限公司中空纤维高强度PVDF膜
湿法、热法高品质多种超滤膜
PVDF中空纤维微滤膜200万m2/a，
中空纤维超滤膜100万m2/a
南方汇通反渗透膜产能300万m2/a
天津膜天膜科技股份有限公司中空纤维膜（PVDF）
连续膜过滤（CMF）
膜生物反应器（MBR）
浸没式膜过滤技术（SMF）
双向流膜过滤技术（TWF）
生产各种规格的内压型和外压型中空纤维超
滤、微滤膜组件，中空纤维膜的年生产能力达到
300万m2；承建日处理量超过万吨的工程近30个
北京坎普尔公司膜产品包括EDI、UF、MF和MBR
塞伟尔（Saveyor）品牌PS内压超滤膜
年产中空纤维超滤膜300万m2
上海斯纳普膜分离科技有限公司SINAP第三代平板膜元件及组件（PVDF）高性能平板膜组件已经成功应用于钢厂乳化油废水、垃圾渗滤液、洗衣废水，生化制药废水及城市生活污水等多个领域，其中最大单项应用规模达13500m2
深圳市立昇净水科技有限公司立升浸入式膜（采用PVDF材质，属于毛细管式超
滤膜，且具有不对称结构，膜孔径仅为0.02μm）
300万m2/a
上海德宏生物医学科技有限公司
中空纤维MBR膜生物反应器，主要膜种有聚
醚砜（PES）、聚丙烯腈（PAN）、聚偏氟乙烯
（PVDF），聚砜（PS）等材料
5条中空纤膜生产线，生产能力每年可达数10m2
伊乐科环保科技(上海)有限公司EDI离子膜EDI离子膜的使用寿命长达8年以上
公司（T B M C），引进东丽先进的从制膜到卷膜的生产技术、以及从制膜到卷膜的全套自动化生产线，在中国建立反渗透全套产品的生产基地。同方股份有限公司与日本N O K株式会社成立“同方NOK（无锡）膜技术有限公司”，提高同方水处理产品的品质。
四、结语
政府发布的多项新规划都涉及水处理与分离膜，膜材料技术正成为“十二五”政策交叉支持的“会合点”，分离膜材料迎来黄金发展时
期。虽然膜技术已成为水处理中不可
缺少的一种技术，但是与其他技术相
比，膜分离技术发展历史毕竟还短，许
多理论和技术上的研究课题还有待于
进一步完善和提高，尤其是污水或废
水处理及回用中的应用。
水处理膜材料技术成为全球发
展的关键科学问题。百万吨级膜法水
处理工程的重点开发方向即环境友好
型、低能耗、低成本和极少化学药剂投
入等关键技术。这方面的关键技术包
括复合膜材料、成膜机理、膜的结构与
性能关系、支撑底膜成膜技术、复合膜
制备技术、膜组件卷制工艺等。
我国应认清高性能膜材料产业发
展的趋势、关键技术及一些重要领域
和产品，凝练提出一批关键技术点，制
定高性能膜材料产业发展的产业技
术路线图。国内相关企业建立产业技
术创新战略联盟，促进膜材料产业规
模化发展，具备和国外企业竞争的能
力。
10.3969/j.issn.1008-892X.2017.03.010
国内外相关技术的现状发展趋势世界上许多地区正面临着最严重的缺水。据世界银行的统计，全球80%的国家和地区都缺少民用和工业用淡水。随着资源成本不断上升和环保意识逐渐增强，许多企业开始运用绿色技术，降低碳排放，尽量减少废物产生。其中水处理技术就是其中非常重要的一项绿色技术。 根据联合国统计，到2025年，三分之二的世界人口可能会面临水资源短缺，因此水处理技术将会越来越得到重视，这包括了高效率的水资源管理和污水处理。例如：在北美尤其在加拿大，水管理及污水处理设施的面临的问题十分急切。63%的目前运行的设施都在超期运行，他们的平均运行时间已经达到18.3年。其中52%污水处理设施在超期运行。在美国的干旱地区，对海水淡化技术的需求越来越高。海水淡化技术主要局限在于效率，而随着淡水的短缺，这些局限逐渐被淡化和忽视。水处理技术的发展拥有巨大的前景，许多国家都在实施水处理的政策和项目。根据全球知名增长咨询公司的预测，至2010年，全球水资源管理和污水处理技术市场规模预计将达到3，500亿美元。 目前先进的水管理和污水处理技术及其发展趋势包括了循环用水、反渗透海水淡化和臭氧化等。例如，反渗透海水淡化技术正在迅速占领的大型设施市场，而这一领域过去主要以热工过程设备为主。
处理效率的提升和渗透膜价格的回落，促使反渗透海水淡化市场在过去5年中迅速发展，现在应用反渗透海水淡化技术的已不再是小规模的工厂，大型反渗透海水淡化厂已是司空见惯。 在污水处理方面，澳大利亚的研究人员在生物发电领域提出了一种新的旋转生物电化学接触器，这项技术能够将已经运用于污水处理行业30年的旋转生物污水处理技术的效率提高15%；此外，一种能够处理高污染废水的技术也已经问世，这种技术能够处理污染物浓度超过300，000ppm的污水，而处理成本仅有原先通过储存和化学处理方法的十分之一。这种技术目前被认为是最简单、最易于使用及经济的处理技术. 中国目前同样也面临巨大的淡水短缺和水污染的问题。作为一个人均拥有水资源量最小的国家，必须采取措施以避免未来严重危机的发生。中国北方缺水问题极度严重，因此国家启动了浩大的“南水北调”工程，整个工程耗资达到几十亿美元，预计2050年建成。污水问题同样困扰着中国，估计有3亿人口的饮用水是被污染的。2004年至2008年，污水排放量年增长率达到18%，从482亿吨增长至572亿吨。预计在2010年，中国的污水排放将达到640亿吨。中国持续的工业化、城市化进程和经济的快速增长，是导致污水排放量连年上升的主要原因；而与此相对的是，中国的污水处理厂却基本上未能实现满负荷的运行。以2008年为例，中国污水处理厂的处理污
我国膜分离技术发展迅速 导读：膜分离技术起步于本世纪六十年代，至今不过三十多年，但由于它具有分离过程无相态变化，基本在常温下进行，特别适用对热敏感物质的分离过程属物理变化或物化变化，分离范围可以从小分子到大分 子膜分离技术起步于本世纪六十年代，至今不过三十多年，但由于它具有分离过程无相态变化，基本在常温下进行，特别适用对热敏感物质的分离过程属物理变化或物化变化，分离范围可以从小分子到大分子；从细菌到病毒；从蛋白质、胶体到多糖；分离过程仅仅是简单的加压输送，易自控、占地面积小等特点，特别是与其它如蒸馏、冷冻、萃取等分离方法比较，节能效果显著，因此受到各工业发达国家的高度重视。不少国家把膜分离技术纳入国家计划和关键技术。１９９１年世界膜市场总产值约１９.４１亿美元，膜装置产值约８０～９０亿美元，１９９６年估计膜产值达３０亿、膜装置产值可达１３０～１４０亿美元，如果进一步推算到膜工程，产值将比膜装置增进３～５倍，由此而带来巨大的经济效益。我国膜技术研究起步于１９６６年，７０年代末开始步入工业化，并不断扩大研究应用领域，目前已形成一支相当规模的膜及膜应用技术的研究队伍和膜产业基地。１９９６年估算，膜分离技术产业，总产值约３.５～４亿人民币，与国家市场相比仍然有很大差距。与国际市场的差距主要在于：一是对膜技术这一高新技术的认识，二是膜技术推广应用领域亟待进一步扩大，并建立相应的示范工程，三是面临一些国外膜及膜装置，膜工程的大企业进入我国，以独资或合资企业形式加大竞争，四是国内膜技术膜产品质量、品种与国外尚存在较大差距。从总体水平上约落后发达国家５～１０年。膜技术快速发展引来巨大商机随着全球水资源短缺情况的加剧，水资源开发、工业和饮水处理、废水处理及再利用成为各国研究开发的热点，而膜分离技术正是目前国内外普遍采用的净化技术。有专家预言，膜技术及与其它技术集成的技术将在很大程度上取代目前采用的传统分离技术。现在，膜技术已与光纤、超导技术等一起成为21世纪十大高科技产业之一。膜分离技术是指利用具有特殊选择分离性的有机高分子材料或无机材料，制成不同形态结构的膜，在一定驱动力作用下，使双元或多元组份的特定组份因透过膜的速率不同而达到分离或密集的目的。由于这种技术是采用物理方法分离组份，因而清洁无污染、操作及设备简单、能量损耗少，并可广泛应用于石油、化工、电子电力、食品、医疗、环保等领域，因此近年来发展十分迅速。作为一门新兴的高技术产业，膜分离产业在全球都保持了超过8％的增长率，在我国也有着相当广阔的应用前景。据预测，2030年中国人口将达到16亿，届时人均水资源量仅有1750立方米，预计用水总量为7000亿～8000亿立方米，要求供水能力比现在增长1300亿～2300亿立方米，全国实际可利用水资源量接近合理利用水量上限，因此开发新的水资源如进行海水淡化势在必行，而目前采用反渗透膜进行海水淡化是最经济而又清洁的方法。另外，近年来我国废水、污水排放量以每年18亿吨的速度增加，全国工业废水和生活污水每天的排放量近1．64亿吨，其中约80％未经处理直接排入水域。可见，我国环保水处理方面对膜应用的量将很大，这一领域也被业界认为是增长潜力最大的领域。在生物医药和食品生产过程中，微滤膜发挥了重要作用。目前全球以血液渗析膜的市场最大，约占总销售额的50％。近几年来，膜技术在生物工程、医疗和血液渗析治疗领域的应用增速惊人，仅
膜是具有选择性分离功能的材料，利用膜的选择性分离实现料液的不同组分的分离、纯化、浓缩的过程称作膜分离。它与传统过滤的不同在于，膜可以在分子范围内进行分离，并且这过程是一种物理过程，不需发生相的变化和添加助剂。膜的孔径一般为微米级，依据其孔径的不同（或称为截留分子量），可将膜分为微滤膜、超滤膜、纳滤膜和反渗透膜，根据材料的不同，可分为无机膜和有机膜，无机膜主要是陶瓷膜和金属膜，其过滤精度较低，选择性较小。有机膜是由高分子材料做成的，如醋酸纤维素、芳香族聚酰胺、聚醚砜、聚氟聚合物等等。错流膜工艺中各种膜的分离与截留性能以膜的孔径和截留分子量来加以区别，下图简单示意了四种不同的膜分离过程：（箭头反射表示该物质无法透过膜而被截留）： 微滤又称微孔过滤，它属于精密过滤，其基本原理是筛孔分离过程。微滤膜的材质分为有机和无机两大类，有机聚合物有醋酸纤维素、聚丙稀、聚碳酸酯、聚砜、聚酰胺等。无机膜材料有陶瓷和金属等。鉴于微孔滤膜的分离特征，微孔滤膜的应用范围主要是从气相和液相中截留微粒、细菌以及其他污染物，以达到净化、分离、浓缩的目的。 对于微滤而言，膜的截留特性是以膜的孔径来表征，通常孔径范围在0.1-1微米，故微滤膜能对大直径的菌体、悬浮固体等进行分离。可作为一般料液的澄清、保安过滤、空气除菌。 超滤是介于微滤和纳滤之间的一种膜过程，膜孔径在0.05um至1000分子量之间。超滤是一种能够将溶液进行净化、分离、浓缩的膜分离技术，超滤过程通常可以理解成与膜孔径大小相关的筛分过程。以膜两侧的压力差为驱动力，以超滤膜为过滤介质，在一定的压力下，当水流过膜表面时，只允许水及比膜孔径小的小分子物质通过，达到溶液的净化、分离、浓缩的目的。 对于超滤而言，膜的截留特性是以对标准有机物的截留分子量来表征，通常截留分子量范围在 1000-300000，故超滤膜能对大分子有机物（如蛋白质、细菌）、胶体、悬浮固体等进行分离，广泛应用于料液的澄清、大分子有机物的分离纯化、除热源。 纳滤是介于超滤与反渗透之间的一种膜分离技术，其截留分子量在80-1000的范围内，孔径为几纳米，因此称纳滤。基于纳滤分离技术的优越特性，其在制药、生物化工、食品工业等诸多领域显示出广
中国生物产业发展报告 一、发展现状 1、产业环境 中国具备发展生物产业的较好基础。近年来，中国生命科学与生物技术研究取得长足进展，在后基因组学、蛋白质组学、干细胞等生命科学领域具有较高的研究水平，在杂交水稻、转基因抗虫棉等生物育种领域具有一定的优势，一批具有自主知识产权的生物新药已进入临床试验。拥有一支水平较高的研发队伍。海外留学人员和华人在生命科学、生物技术领域具有重要地位和影响。当前中国生物医药、生物农业等已经初具规模，涌现出一批快速发展的企业，呈现集聚化发展趋势。 中国具备生物产业发展的资源和市场优势。中国拥有约26万种生物物种、12800 种药用动植物资源、32万份农业种质资源，是世界生物物种最丰富的国家之一，具有发展生物产业独特的资源优势。中国人口众多，随着经济快速增长，人民收入水平不断提高，对生物资源、医疗保健产品的需求将会迅速增加，具有巨大的市场潜力。 中国面临生物产业发展的有利时机。当前，世界生物产业发展处于成长期，尚未形成由少数跨国公司控制产业发展的垄断格局。中国可发挥生物资源优势、市场优势，广泛参与生命科学研究、生物技术创新和生物产业发展的国际交流与合作，加速中国生物产业发展。 2、产业规模与增长 中国生物产业起步于20世纪80年代初，经过近30年的发展，生物技术总体上在发展中国家处于领先水平，局部领域居于世界先进水平，生物产业已初具规模。当前，中国已建立国家层面的生物产业基地38个（发改委、科技部、工信部
分别审批的国家高技术产业基地、火炬计划特色产业基地、国家新型工业化示范基地），总投资超过4000 亿元。依托产业基地，中国生物产业发展呈现集群态势。在国家政策的引导和推动下，自2000年以来，中国生物产业进入快速发展阶段，2010年中国生物产业总规模已达到3156亿元。 生物产业涉及众多领域，牵涉到工业、农业、医药等方面，在部分领域中国处于世界领先水平，如杂交水稻的研究和产业化。但在大部分领域，中国都和国际水平存在差距。在企业规模上，中国还缺乏能够和国际生物产业竞争的企业。近几年，随着中国生物产业的快速发展，与国际先进水平的差距正在不断缩小。目前中国涉及生物技术的企业超过3000家，但约2/3的企业是近五年内新近成立，而且在现有企业中大部分规模较小，生物技术及研发平均人数不到35人。 近年来中国现代生物产业能够实现较快发展，主要是受到生物医药行业的大力拉动，在2006－2010年生物医药行业实现了年均14%的高速增长，带动生物产业保持高速增长；而在2008－2009年期间，生物医药行业受到金融危机冲击，也拉低了中国生物产业整体的发展速度。此外，生物农业、生物质能对于中国生物产业的带动也十分显著，尤其是伴随着转基因作物在中国获批，生物农业技术的应用范围迅速扩大，在近两年成为生物产业组成中发展最快的行业。 3、产业结构 根据国务院《促进生物产业加快发展的若干政策》，中国将以生物医药、生物农业、生物质能、生物制造和环保产业为重点，发展壮大生物产业。 生物医药在生物产业中的比重最大，达到42.5%。2006－2010年期间，生物医药产业由790亿元迅速增长到1340亿元，年平均增长率达到14%以上。 近年来随着国家对生物农业支持力度进一步加大，转基因棉花、生物农药、畜禽疫苗等农业生物技术产品的应用范围不断扩大、经济效益和社会效益日趋显著。生物技术对农业发展的支撑力不断增强，2010年中国生物农业规模大约在
中国生物技术的发展现状 我国第一个生物制品研究所始建于1919年，在北平天坛成立了中央防疫处--即今天的北京生物制品研究所，迄今已有80多年的历史。 我国自七十年代未开始了现代生物技术的研究。国家高度重视生物技术的发展，不仅被列为863计划之首，而且纳入七五、八五、九五国家重点攻关计划。这一系列的举措，大大促进了我国医药生物技术的发展，并形成了一定的产业规模。 我国基因工程多肽药物、单抗和新型诊断试剂在仿制的基础上向创新发展，已能生产目前国际上市的大多基因工程多肽药物，基因工程干扰素α-1b-系国际首创，重组人肿瘤坏死因子、bFGF已申请专利，首创的免疫PCR胃癌诊断试剂已获得新药证书，有望开发出一系列的高灵敏度癌症诊断试剂。 基因工程疫苗的研制取得明显进展，基因工程乙肝疫苗投放市场，对乙肝的预防起到了非常重要的作用。双价痢疾疫苗、霍乱疫苗获准试生产，血吸虫疫苗。出血热疫苗等正在进行临床试验。 基因治疗取得突破，研制成功具有高效导入功能的靶向性非病毒型载体系统，动物试验表明，该系统能在体内将基因高效导入肿瘤细胞，明显抑制肿瘤生长；血管表皮生长因子基因缝线等3种基因治疗方案已基本完成临床前试验。
获得了一批转基因动物，已获得生长激素转基因猪的第2、3、4代。获得手乳腺表达外源基因的转基因羊等。 通过研究出现一批创新性成果，克隆了大量人、动物、植物的新基因，创造了具有多种用途的新型表达载体等。 据统计，我国现有456个单位从事生物技术的研究、开发和生产，其中医药领域的有165个，占36%，专业人员约6800人，已有近二十种基因工程药物、疫苗获准进入市场，数十种医药生物技术产品正在进行临床或临床前研究。 当今世界生物技术迅猛发展，呈现出巨大活力。特别是九十年代以来，随着人类基因组计划等各类生物基因组研究工作的展开，新基因不断被发现，新技术、新手段不断涌现，生物技术进入了大发展的新时期。与此同时，生物技术产业迅速崛起，并已成为国际市场竞争的第二个热点领域。可以预言，二十一世纪生物技术将会对世界技术经济格局产生重要影响，生物技术产业将成为全球经济的支柱产业之一。 一、我国生物技术产业发展现状 近年来，我国的生物技术取得了很大的发展。初步形成了医药生物技术、农业生物技术、轻化工生物技术、海洋生物技术等门类齐全的生物技术研究、开发、生产的体系；取得了一批具有较高水平的生物技术研究开发成果，开发出一批生物技术产品并投放市场。 1、现代生物技术产品的销售额是10年前的50倍
智能视频技术的现状及发展趋势探析 智能视频技术（IVT，Intelligent Video Technology），属于计算机视觉（CV，Com puter Vision）与人工智能（AI，Artificial Intelligent）领域研究的一个分支，融合了图像处理技术、计算机视觉技术、计算机图形学、人工智能、图像分析等多项技术，其发展目标在于在监视场景与事件描述之间建立一种映射关系。同大部分计算机系统一样，智能视频系统可以被分为构成智能视频监控的硬件，以及智能视频软件两个部分。 硬件设备主要包括：采集视频数据的摄像机、支撑摄像机以及整个系统运行的电力系统、用于存放拍摄到的视频数据的存储设备、承载智能视频分析软件的高性能计算机、能够高速传输视频以及分析结果等数据的网络接口。 智能视频软件是指通过硬件提供的输入信息，自动地提取并理解视频源的关键信息。智能视频软件具有其独特性，即专用性、多样性等。而不同的商业环境和用户对监控的功能需求大相径庭，对于不同的应用系统软件实现的算法也完全不同，甚至智能视频软件的实现平台也是可选的：既可以在X86的服务器上实施，也可以在基于DSP的嵌入式系统上实施。这一特点，也正是智能视频行业探讨的热点所在。 智能视频的发展现状 智能视频软件市场是一个成长非常快速的市场，根据IMS的市场研究分析，在未来3 年内有关视频技术的软件市场会成长到8亿美元的份额。注意，仅仅是在软件部分就有这么大的一个份额。 在视频智能分析软件的市场需求急剧增长的刺激下，国外提供视频智能分析软件产品的厂商已经有许多：Verint、Vidient、Westec、Interactive、Visual Defence、Nextiva、V istascape、NiceVision、ioimage、TASC、MATE、Ov、Dallmeier、Ivbox、Viseowave等，他们都能提供视频智能分析产品，大部分厂商提供的视频智能分析产品，都基于ObjectVid eo公司的图像分析技术，采用Object Video OnBoard平台来设计并创建自己品牌的OEM产品，这是大部分视频智能分析产品商以最小的投资成本及最快的时间来赢得市场的好办法。 在解决方案的提供上，国外也有许多成功的案例，比如旧金山国际机场采用了由Vidie nt公司提供的智能视频分析系统Smart Catch。Smart Catch与机场现有的闭路电视(CCTV)系统协同检测异常或可疑行为（如图1）。当智能视频分析软件识别出一个异常情况时，就立即将视频片段通过呼机、手提电脑、移动电话或其它通讯设备发送给响应者前来进行现场调查。 国内的众多企业也开始了对智能视频分析软件的尝试。比如上海世平伟业公司开发的I vbox智能视频分析系统，上海皓维推出的智能视频分析预警系统等等。
膜分离技术 摘要：本文简要介绍了膜分离技术的概念、发展史、应用（主要是水处理方面），以及我国膜分离技术的进展和对未来的展望。 关键词：膜；膜分离技术；水处理 1、膜分离技术概述 用天然或人工合成的无机或有机薄膜, 以外界能量或化学位差为推动力, 对双组分或多组分溶质和溶剂进行分离、分级、提纯和富集的方法通称为膜分离法。 膜分离技术具有能耗低、操作简便、无化学副作用、无相变和无二次污染等优点, 是一种高效、节能的物理分离技术。膜分离技术已成为提高生产效率减少废物排放量和废物回收利用方面最具潜力的技术之一。 膜分离技术是近年来在全球迅速崛起的一项新技术, 近半个世纪以来, 膜分离技术得到了迅猛的发展。膜分离技术作为新的分离净化和浓缩方法与传统的分离操作相比, 具有能耗低、分离效率高、无二次污染、工艺简单的优点。因此在苦咸水淡化、饮用水处理、食品工业、医药工业、石油化工工业、生物工程、核工业、环境工程等领域得到了广泛应用。作为一个环保的替代传统的分离过程,膜分离技术适合混合液体、气体和蒸气。[ 2] 2、膜分离技术的发展简史 膜分离技术的发展大致可分为3 个阶段, 1960年以前为奠定基础的阶段, 主要是进行膜分离科学基础理论的研究和初期的工业开发; 1960 年至1980年为发展阶段, 期间, 许多膜分离技术实现了工业化生产, 并得到了广泛应用; 1980 年至今为发展深化阶段, 主要是不断提高已实现工业化生产的膜分离技术水平, 解决了一些难度较大的膜分离技术问题,并开发出了许多新的膜分离方法。 3、膜分离技术的应用 目前现代膜工程代表一个的可能的方法实现过程强化战略,例如开发流程和方法旨在减少原材料利用率、能源消耗、生产成本,设备大小和垃圾生成膜工程已经是公认的全球的强大的工具来解决的一些主要问题工业化、人口密集的社会。膜生物反应器(MBR)在水处理、膜业务和集成膜系统在海水和微咸水脱盐是一些重要的情况膜工程是解决发挥主导作用淡水需求的情况在低成本和最低环境影响。在世界许多区域,传统的热海水淡化厂已经改变了使用膜过程,因为他们是10倍多积极有效的然后热选项;传统活性污泥植物已经变成了膜生物反应器由于它们的简洁(5倍多紧凑比传统的工厂),减少污泥生产,和相当程度的物理消毒。 渗透蒸发是另一个发达的膜技术,拥有巨大潜力的强化各种工业过程,例如打破共沸混合物和除去挥发性有机化合物(VOCs)中的含量从液体。此外,渗透蒸发和蒸汽渗透加上一个传统蒸馏塔提供了几个优势包括减少能源消耗,改善产品质量,避免夹带剂,使这种技术特别适用于接近沸腾或共沸混合物,大部分的工业应用关注脱水的溶剂(如:因为乙腈脱水中使用混合膜蒸馏过程导致总成本降低高达60%)。 天然气除湿和分离的空气组件是一些其他的例子中,膜技术已经应用在工业规模。相反,应用程序的膜接触器技术的选择性的蒸发废水回收从工业气体为了回收过程流因此最小化淡水需求,仍在研究7级以上报道的例子表明膜工程有范围更广的潜在的应用程序作为单位吗操作过程工程比其他任何可用的技术。膜操作可以用来进行分子分离、化学转换,质量和不同阶段之间的能量转移,显示一个更高的效率比传统的分离和反应装置操作。也有一些有趣的机会集成到现有工业。膜操作过程实现过程强化的好处。
联邦德国埃尔夫特水协会北运河污水处理厂 编者：姚刚 业主：联邦德国埃尔夫特水协会（Erft Verband） 工程设计单位：联邦德国Hydro Ingenieure设计院 工程建设单位：联邦德国HOCHTIEF公司 1埃尔夫特水协会北运河污水处理厂的建设背景 联邦德国埃尔夫特水协会负责埃尔夫特流域的污水处理。水协会有46座大小不等的污水处理厂，其中最小处理规模的污水厂只有800设计人口当量，最大的处理规模的污水厂为132000设计人口当量。北运河污水处理厂就是其中的一座。该污水处理厂位于水协会管辖区的最北面，接纳处理来自Kaarst市城市生活污水和部分来自Korschenbroich及Neuss市的城市生活污水。 处理后的污水排放到北运河。北运河在拿破仑时代开始兴建，是连接莱茵河和马斯河的一条运河。因此北运河不属于天然水体。运河自身的水流量很少，而且流速很小。水体质量相当于III级水质－－“严重污染”。此外，扩建以后位于北运河下游的污水处理厂的出水要直径流经游泳水体。 北运河污水处理厂始建于1967年，于1973年扩建。目前这座污水处理厂的处理水平已经不能够满足相应的污水排放水体的标准。根据Kaarst市的土地发展规划，待扩建的污水处理厂必须放弃现有的厂址，需要另选厂址。根据德国环境影响评价法，埃尔夫特水协会在距离现厂址2.5公里北运河的上游方向选择了新厂址。 扩建工程于1998年开始设计，原采用传统活性污泥法方案。在此期间埃尔夫特水协会在Roedingen市的德国第一座活性污泥－膜分离法城市生活污水处理厂投产运行，取得了有益的经验。埃尔夫特水协会与德国北威州环境部协商，建议改变原设计方案，采用活性污泥－膜分离法。埃尔夫特水协会于2000年开始招标。经过评标谈判，确定采纳活性污泥－膜分离法方案。 2 污水设计参数 2.1设计人口当量和污水量
生物传感器产业现状和发展前景 冯德荣 1.1 生物传感器概述 生物传感器是一个非常活跃的研究和工程技术领域，它与生物信息学、生物芯片、生物控制论、仿生学、生物计算机等学科一起，处在生命科学和信息科学的交叉区域。它们的共同特征是：探索和揭示出生命系统中信息的产生、存储、传输、加工、转换和控制等基本规律,探讨应用于人类经济活动的基本方法。生物传感器技术的研究重点是：广泛地应用各种生物活性材料与传感器结合，研究和开发具有识别功能的换能器，并成为制造新型的分析仪器和分析方法的原创技术，研究和开发它们的应用。生物传感器中应用的生物活性材料对象范围包括生物大分子、细胞、细胞器、组织、器官等，以及人工合成的分子印迹聚合物(molecularly imprinied polymer，MIP)。由于研究DNA分子或蛋白质分子的识别技术已形成生物芯片（DNA芯片、蛋白质芯片）独立学科领域，本文对这些领域将不进行讨论。 生物传感器研究起源于20世纪的60年代，1967年Updike和Hicks把葡萄糖氧化酶(GOD)固定化膜和氧电极组装在一起，首先制成了第一种生物传感器，即葡萄糖酶电极。到80年代生物传感器研究领域已基本形成。其标志性事件是：1985年“生物传感器”国际刊物在英国创刊；1987年生物传感器经典著作在牛津出版社出版；1990年首届世界生物传感器学术大会在新加坡召开，并且确定以后每隔二年召开一次。 此后包括酶传感器的生物传感器研究逐渐兴旺起来，从用一种或多种酶作为分子识别元件的传感器，逐渐发展设计出用其他的生物分子作识别元件的传感器，例如酶—底物、酶—辅酶、抗原—抗体、激素—受体、DNA双螺旋拆分的分子等，把它们的一方固定化后都可能作为分子识别元件来选择地测量另一方。除了生物大分子以外，还可以用细胞器、细胞、组织、微生物等具有对环境中某些成分识别功能的元件来作识别元件。甚至可以用人工合成的受体分子与传感器结合来测定微生物、细胞和相关的生物分子。 与生物活性材料组合的传感器可以是多种类型的物理或化学传感器，如电化学（电位测定、电导测定、阻抗测定）、光学（光致发光、共振表面等离子体）、机械（杠杆、压电反应）、热（热敏电阻）或者电（离子或者酶场效应晶体管）等等。所有这些具有生物识别功能的组合体通称为生物传感器。 按期召开的世界生物传感器学术大会记录了生物传感器技术发展的历程，总汇了这一领域的发展新动向。例如1992年在德国慕尼黑“国际生物传感器流动注射分析与生物工艺控制”学术会议上对生物工艺控制和在线系统进行研讨，至今仍作为研究者攻关的课题。2004年在西班牙格拉纳达会展中心召开的第八届世界生物传感器大会可以说是世界生物分析系统领域的一次大的盛会［1］，参会代表人数和发表论文数量都创造了历史新高。共有700余名来自世界各地的学者参加了本届大会，第八届世界生物传感器大会涉及领域内容空前广泛，对9个专题进行了分组讨论。包括核酸传感器和DNA芯片、免疫传感器、酶传感器、组织和全细胞传感器、用于生物传感器的天然与合成受体、新的信号转导技术、系统整合/蛋白质组学/单细胞分析、生物电化学/生物燃料/微分析系统、商业发展和市场。其中，单分子/细胞分析和生物印迹生物传感器由于它们良好的发展态势及在生命科学研究中的重要位置成为与会学者讨论的热点问题。
膜分离技术及其原理的介绍
人们对膜进行科学研究是近几十年来的事。反渗透膜是膜分离技术发展中是一个重要的突破，使膜分离技术进入了大规模工业化应用的时代。其发展的历史大致为：20世纪30年代微孔过滤;40年代透析;50年代电渗析;60年代反渗透;70年代超滤和液膜;80年代气体分离;90年代渗透汽化。此外，以膜为基础的其它新型分离过程，以及膜分离与其它分离过程结合的集成过程也日益得到重视和发展。 一、膜分离原理 膜分离过程是以选择性透过膜为分离介质，当膜两侧存在某种推动力(如压力差、浓度差、电位差、温度差等)时，原料侧组分选择性地透过膜，以达到分离、提纯的目的。不同的膜过程使用不同的膜，推动力也不同。目前已经工业化应用的膜分离过程有微滤(MF)、超滤(UF)、反渗透(RO)、渗析(D)、电渗析(ED)、气体分离(GS)、渗透汽化(PV)、乳化液膜(ELM)等。 二、膜分离技术 反渗透、超滤、微滤、电渗析这四大过程在技术上已经相当成熟，已有大规模的工业应用，形成了相当规模的产业，有许多商品化的产品可供不同用途使用。这里主要以反渗透膜和超滤膜为代表介绍一下。 反渗透膜(RO)
反渗透膜使用的材料，最初是醋酸纤维素(CA)，1966年开发出聚酰胺膜，后来又开发出各种各样的合成复合膜。CA膜耐氯性强，但抗菌性较差。合成复合膜具有较高的透水性和有机物截留性能，但对次氯酸等酸性物质抗性较弱。这两种材料耐热性较差，高温度大约是60℃左右，这使其在食品加工领域的应用中受到限制。 超滤膜(UF) 超滤膜也是使用CA做材料，后来各种合成高分子材料得以广泛应用。其材料多种多样，共同特点是具有耐热、耐酸碱、耐生物腐蚀等优点。 以上就是为大家介绍的全部内容，希望对大家有帮助。
水处理技术之7种膜技术 膜分离技术被公认为是目前最有发展前途的高科技之一。膜分离技术是以选择性多孔薄膜为分离介质，使分子水平上不同粒径分子的混合物/溶液借助某种推动力(如:压力差、浓度差、电位差等)通过膜时实现选择性分离的技术，低分子溶质透过膜，大分子溶质被截留，以此来分离溶液中不同分子量的物质，从而达到分离、浓缩、纯化目的。 近些年来，扩散定理、膜的渗析现象、渗透压原理、膜电势等研究为膜技术的发展打下了坚实的理论基础，膜分离技术日趋成熟，而相关科学技术的突飞猛进也使得膜的实际应用已十分广泛从环境、化工、生物到食品各行业都采用了膜分离技术。 迄今为止，水处理的膜技术主要有以下几种: (1)反渗透(RO)膜技术。 反渗透(又称高滤)过程是渗透过程的逆过程，推动力为压力差，即通过在待分离液一侧加上比渗透压高的压力，使原液中的溶剂被压到半透膜的另一侧。反渗透技术的特点是无相变，能耗低、膜选择性高、装置结构紧凑，操作简便，易维修和不污染环境等。 (2)纳滤(NF)膜技术。 纳滤技术是超低压具有纳米级孔径的反渗透技术。纳滤膜技术对单价离子或相对分子质量低于200的有机物截留较差，而对二价或多价离子及相对分子质量介于200-1000的有机物有较高脱除率。纳滤膜具有荷电，对不同的荷电溶质有选择性截留作用，同时它又是多孔膜，在低压下透水性高。 (3)微滤(MF)膜技术。 微滤膜是以静压差为推动力，利用筛网状过滤介质膜的筛分作用进行分离。微滤膜是均匀的多孔薄膜，其技术特点是膜孔径均一、过滤精度高、滤速快、吸附量少且无介质脱落等。主要用于细菌、微粒的去除，广泛应用在食品和制药行业中饮料和制药产品的除菌和净化，半导体工业超纯水支配过程中颗粒的去除，生物技术领域发酵液中生物制品的浓缩与分离。 (4)超滤(UF)膜技术。 超滤是以压差为驱动力，利用超滤膜的高精度截留性能进行固液分离或使不同相对分子质量物质分级的膜分离技术。其技术特点是:能同时进行浓缩和分离大分子或胶体物质。与反渗透相比，其操作压力低，设备投资费用和运行费用低，无相变，能耗低且膜选择性高。在食品、医药、工业废水处理、超纯水制备及生物技术工业领域应用较广泛。 (5)电渗析(ED)膜技术。 电渗析是一个电化学分离过程，是在直流电场作用下以电位差为驱动力，通过荷电膜将溶液中带电离子与不带电组分分离的过程。该分离过程是在离子交换膜中完成的。主要应用于海水淡化，苦咸水脱盐，海水浓缩制盐，乳精、糖、酒、饮料等的脱盐净化，锅炉给水、冷却循环水软化，废水中高价值物质回收与水的回用，废酸、废碱液净化与回收等。 (6)双极膜(BPM)技术。 双极膜是由阴离子交换膜和阳离子交换膜叠压在一起形成的新型分离膜。阴阳膜的复合可以将不同电荷密度、厚度和性能的膜材料在不同的复合条件下制成不同性能和用途的双极膜。主要应用于酸碱生产、烟道气脱硫、食盐电解等。 (7)渗透蒸发(PV)膜技术。 渗透蒸发是一个压力驱动膜分离过程，它是利用液体中两种组分在膜中溶解度与扩散系数的差别，通过渗透与蒸发，达到分离目的的一个过程，其设备投资和运行费用较低。近年来，对渗透蒸发技术的研究虽然进展很快，但它单独使用的经济性并不好。 【广州奥凯环保科技水处理设备公司采编】
国内外生物技术发展概况 (2010-10-21 18:00:05) （一）国内外生物技术发展动态 1、国际生物技术发展现状生物技术是近 20 年来发展最为迅猛的高新技术，越来越广泛地应用于农业、医药、轻工食品、海洋开发、环境保护及可再生生物质能源等诸多领域，具有知识经济和循环经济特征，对提升传统产业技术水平和可持续发展能力具有重要影响。近 10 年来，生物技术获得突破性发展，生物技术产业产值以每 3 年增长 5 倍的速度递增，以生物技术为重点的第四次产业革命正在兴起，预计到 2020 年，全球生物技术市场将达到 30，000 亿美元。在发达国家，生物技术已成为新的经济增长点，其增长速度大致是 25%-30%，是整个经济增长平均数的 8-10 倍。在生物技术制药领域，包括基因工程药物、基因工程疫苗、医用诊断试剂、活性蛋白与多肽、微生物次生代谢产物、药用动植物细胞工程产品以及现代生物技术生产的生物保健品等研究成果迅速转化为生产力，其中与基因相关的产业发展最强劲。全球医药生物技术产品占生物技术产品市场的 70%以上，占药物市场的 9% 左右，以高于全球经济增长 5 个百分点的速度快速发展，仅单克隆抗体市场销售额就达 40 亿美元。农业生物技术产业已经成为各国政府未来农业发展的战略重点，应用基因工程、细胞工程等高新技术培育的农林牧渔新品种、兽用疫苗、新型作物生长调节剂及病虫害防治产品、高效生物饲料及添加剂等已推广运用，产生了巨大的经济效益。 1996 年，全球转基因作物才 170 万公顷，以后逐年直线上升，到 2004 年已经达到 8100 万公顷，8 年间全球转基因作物种植面积增加近 48 倍。照此增长速度预计 2010 年世界范围内 50%的耕地将种植转基因作物，2020 年将增至 80%。尤其是抗虫、抗除草剂转基因作物的推广，大幅度提高劳动生产率并减少化学农药施用量，经济效益极为显著。全球转基因作物市场价值 1995 年仅 7500 万美元， 1997 年达 6.7 亿美元，2002 年为 45.2 亿美元，预计到2010 年将达 200 亿美元。本文章来自生物科学博览网站，欢迎您的光临食品生物技术产业产值约占生物产业总产值的 15-20％，目前国际市场上以生物工程为基础的食品工业产值已达 2500 亿美元左右，其中转基因食品市场的销售额 2010 年将达到 250 亿美元。此外，保健食品行业是全球性的朝阳产业，市场增长迅速。环境生物技术是生物技术、工程学、环境学和生态学交叉渗透形成的新兴边缘学科，是 21 世纪国际生物技术的一大热点。环境生物技术兼有基础科学和应用科学的特点，在环境污染治理与修复、自然资源可持续再生等方面发挥着日益重要的作用。能源生物技术主要目标是利用生物质能源。生物质能一直是人类赖以生存的重要能源，是仅次于煤炭、石油和天然气而居世界能源消费总量第四位的能源。目前，全球储量为亿吨，相当于 640 亿吨石油。许多国家都制定了相应的开发研究计划，如日本的阳光计划、印度的绿色能源工程、美国的能源农场和巴西的酒精能源计划等，主要是开发生物柴油和生物乙醇汽油。尽管生物质液化燃料开发还处于初级阶段，市场份额还不大，但由于岂疫有环保和再生性特点，前景非常广阔。 2．国内生物技术发展现状我国政府一直把生物技术作为重点支持的战略高技术领域，提出了“加强源头创
现代生物技术产业化发展的现状与趋势 摘要：综述了现代生物技术的发展现状，介绍了农业生物技术的疫苗、工业生物技术、医药生物技术及其在生物技术领域中的应用情况，介绍了生物技术领域重点攻关课题研究进展，展望了今后的发展方向。 关键词：现代生物技术产业化现状与趋势 1 前言 生物技术也称生物工程，它是在分子生物学基础上建立的、为创建新的生物类型或新生物机能的实用技术，是现代生物科学和工程技术相结合的产物。具体而言，生物工程技术包括转基因植物、动物生物技术、农作物的分子育种技术、医药生物技术、纳米生物技术、重要疾病的生物治疗等。当前，世界生物技术发展已进入大规模产业化的起始阶段，蓬勃兴起和迅猛发展的生物医药、生物农业、生物能源、生物制造、生物环保等领域，正在促使生物产业成为世界经济中继信息产业之后又一个新的主导产业[1]。 现代生物技术以20世纪70年代DNA重组技术的建立为标志，以世界上第一家生物技术公司——Gene-Tech的诞生（1976）年为纪元[2]。此后，越来越多的科学家投身于分子生物学研究领域，并取得了许多重大的进展。至此，以基因工程为核心的技术上的革命带动了现代发酵工程、酶工程、细胞工程以及蛋白质工程的发展，形成了具有划时代意义和战略价值的现代生物技术。生物技术的最大特点是具有再生性，可以循环利用生物体为操作对象，在节约原材料和能源方面有巨大的潜力，而且投资少、周期短、经济效益大，并且没有污染。他是推动经济发展、社会进步的一项关键技术，在解决人类社会面临的一系列重大问题，如粮食、健康、环境和能源方面已经取得并将取得更大进展，对促进社会经济诸领域的发展有着不可估量的影响。 2 全球现代生物技术的发展现状 产值继续增长 2013年，全球生物工程药品市场规模为2705亿美元，2014年增长至3051亿美元。基于疾病诊断和治疗对重组技术、医药生物技术以及DNA测序技术等的需求不断增加，全球生物技术市场预计以%的年复合增长率增长，至2020年全球
浅析：国内外虚拟现实技术发展现状和发展趋势 国外虚拟现实技术及产品有Google Earth, Microsoft Map Live, Intel Shockwave3D, Cult3D, ViewPoint, Quest3D，Virtools，WEBMAX等…… 一. 国内外虚拟现实几种主流技术的介绍 VRML技术 虚拟现实技术与多媒体、网络技术并称为三大前景最好的计算机技术。自1962年，美国青年（Morton Heilig）,发明了实感全景仿真机开始。虚拟现实技术越来越受到大众的关注。以三个I，即Immersion沉浸感，Interaction交互性，Imagination思维构想性，作为虚拟现实技术最本质的特点，并融合了其它先进技术。在国际互联网发展迅猛的今天，具有广泛的应用前景。重大的发展过程如下： VRML开始于20世纪90年代初期。1994年3月在日内瓦召开的第一届WWW大会上，首次正式提出了VRML这个名字。1994年10月在芝加哥召开的第二届WWW大会上公布了规范的VRML1.0标准。VRML1.0可以创建静态的3D景物，但没有声音和动画，你可以在它们之间移动，但不允许用户使用交互功能来浏览三维世界。它只有一个可以探索的静态世界。 1996年8月在新奥尔良召开的优秀3D图形技术会议-Siggraph'96上公布通过了规范的VRML2.0标准。它在VRML1.0的基础上进行了很大的补充和完善。它是以SGI公司的动态境界Moving Worlds提案为基础的。比VRML1.0增加了近30个节点，增强了静态世界，使3D场景更加逼真，并增加了交互性、动画功能、编程功能、原形定义功能。 1997年12月VRML作为国际标准正式发布，1998年1月正式获得国际标准化组织ISO 批准（国际标准号ISO/IEC14772-1:1997）。简称VRML97。VRML97只是在VRML2.0基础进行上进行了少量的修正。但它这意味着VRML已经成为虚拟现实行业的国际标准。 1999年底，VRML的又一种编码方案X3D草案发布。X3D整合正在发展的XML、JA V A、流技术等先进技术，包括了更强大、更高效的3D计算能力、渲染质量和传输速度。以及对数据流强有力的控制，多种多样的交互形式。 2000年6月世界web3D协会发布了VRML2000国际标准（草案），2000年9月又发布了VRML2000国际标准（草案修订版）。预计将在2002年，正式发表X3D标准。及相关3D浏览器。由此，虚拟现实技术进入了一个崭新的发展时代。 Wed3D协会其组织包括各种97家会员公司。主要公司如下：Sun、Sony、Hp、Oracle 、Philips 、3Dlabs 、ATI 、3Dfx 、Autodesk /Discreet、ELSA、Division、MultiGen、Elsa、NASA、Nvidia、France Telecom等等。 其中以Blaxxun和ParallelGraphics公司为代表，它们都有各自的VR浏览器插件。并各自开发基于VRML标准的扩展节点功能。使3D的效果，交互性能更加完美。支持MPEG，Mov、Avi等视频文件，Rm等流媒体文件，Wav、Midi、Mp3、Aiff等多种音频文件，Flash 动画文件，多种材质效果，支持Nurbs曲线，粒子效果，雾化效果。支持多人的交互环境，VR眼镜等硬件设备。在娱乐、电子商务等领域都有成功的应用。并各自为适应X3D的发展，以X3D为核心，有Blaxxun3D等相关产品。在虚拟场景，尤其是大场景的应用方面，以VRML标准为核心的技术具有独特的优势。相关网址如下：https://www.doczj.com/doc/e815919465.html, , https://www.doczj.com/doc/e815919465.html, 应用的画面：慕尼黑机场（电子商务）
国内外相关技术的现状发展趋势 世界上许多地区正面临着最严重的缺水。据世界银行的统计，全球80%的国家和地区都缺少民用和工业用淡水。随着资源成本不断上升和环保意识逐渐增强，许多企业开始运用绿色技术，降低碳排放，尽量减少废物产生。其中水处理技术就是其中非常重要的一项绿色技术。 根据联合国统计，到2025年，三分之二的世界人口可能会面临水资源短缺，因此水处理技术将会越来越得到重视，这包括了高效率的水资源管理和污水处理。例如：在北美尤其在加拿大，水管理及污水处理设施的面临的问题十分急切。63%的目前运行的设施都在超期运行，他们的平均运行时间已经达到18.3年。其中52%污水处理设施在超期运行。在美国的干旱地区，对海水淡化技术的需求越来越高。海水淡化技术主要局限在于效率，而随着淡水的短缺，这些局限逐渐被淡化和忽视。水处理技术的发展拥有巨大的前景，许多国家都在实施水处理的政策和项目。根据全球知名增长咨询公司的预测，至2010年，全球水资源管理和污水处理技术市场规模预计将达到3，500亿美元。 目前先进的水管理和污水处理技术及其发展趋势包括了循环用水、反渗透海水淡化和臭氧化等。例如，反渗透海水淡化技术正在迅速占领的大型设施市场，而这一领域过去主要以热工过程设备为主。
处理效率的提升和渗透膜价格的回落，促使反渗透海水淡化市场在过去5年中迅速发展，现在应用反渗透海水淡化技术的已不再是小规模的工厂，大型反渗透海水淡化厂已是司空见惯。 在污水处理方面，澳大利亚的研究人员在生物发电领域提出了一种新的旋转生物电化学接触器，这项技术能够将已经运用于污水处理行业30年的旋转生物污水处理技术的效率提高15%；此外，一种能够处理高污染废水的技术也已经问世，这种技术能够处理污染物浓度超过300，000ppm的污水，而处理成本仅有原先通过储存和化学处理方法的十分之一。这种技术目前被认为是最简单、最易于使用及经济的处理技术. 中国目前同样也面临巨大的淡水短缺和水污染的问题。作为一个人均拥有水资源量最小的国家，必须采取措施以避免未来严重危机的发生。中国北方缺水问题极度严重，因此国家启动了浩大的“南水北调”工程，整个工程耗资达到几十亿美元，预计2050年建成。污水问题同样困扰着中国，估计有3亿人口的饮用水是被污染的。2004年至2008年，污水排放量年增长率达到18%，从482亿吨增长至572亿吨。预计在2010年，中国的污水排放将达到640亿吨。中国持续的工业化、城市化进程和经济的快速增长，是导致污水排放量连年上升的主要原因；而与此相对的是，中国的污水处理厂却基本上未能实现满负荷的运行。以2008年为例，中国污水处理厂的处理污
我国生物技术产业发展现状、问题与对策【摘要】经过近20年的发展，我国生物产业取得了快速发展，为经济建设和社会发展做出了重要贡献，总体水平在发展中国家中处于领先地位。本文综述了我国与国际生物产业的发展现状，简要分析了我国与国外在生物产业上的优势和差距，并提出了针对我国生物技术产业发展的对策。【引言】随着生命科学和生物技术基础研究不断取得重大突破，生物产业的雏形在世界范围内已逐渐形成，各国都逐渐将发展生物产业放到重要地位。发展中国家更应意识到这一点，因为传统工业技术领域与发达国家已形成较大差距，而今天生物技术的发展却为其带来了新的机遇和挑战。一、我国生物技术产业发展现状经过近20年的发展，我国生物技术产业取得了长足进步，产业发展稳步增长。目前，我国已拥有国家、部门和地方政府资助的生物技术重点实验室近200个，已获得了一批具有知识产权的新基因、新表达系统，生物工程药物进入了创制阶段，建立了一系列关键平台技术，动、植物转基因技术已经成熟，具备了大规模基因测序和生物芯片、生物信息的研究条件。生物技术已广泛应用于农业、医药、环保、轻化工等重要领域，对提高人类健康水平、提高农牧业和工业产量与质量，改善环境正发挥着越来越重要的作用。2000年我国生物技术产业产值已经达到200多亿元，北京、上海、广州、深圳等地已建立了20多个生物技术园区。目前，涉及现代生物技术的企业约500家，其中涉及医药生物技术的企业300多家，涉及农业生物技术的企业200多家。从业人员超过5万人，从事生物技术研究和开发的人员已有2万人，每年还有约4600
名生物技术专业的大学生和研究生毕业加入这一行列。在生物技术研究开发方面已经形成了一个初具规模和有一定竞争力的研究队伍。在国际合作方面，我国已经与95个国家签订了政府间科技合作协议，与150多个国家开展了多种形式的合作与交流。与亚太地区各国在涉及农业，医药、环境保护和自然资源开发等方面形成重点合作。二、国际发展现状与趋势目前，我国生物技术产业集中化程度低，没有具有一定规模的企业产业。2000年实现产值200多亿元，相对于美国2000年的200多亿美元的生物技术产业产值差距很大。全球生物技术行业发展表现出以下特点：①出现一批影响未来的重大技术：人类基因组学／蛋白质组学、干细胞技术与组织工程、生物信息学、转基因技术、克隆技术、生物芯片／蛋白芯片／组织芯片、基 因治疗与细胞治疗、反义核酸技术、单抗技术等对现代生命科学及生物技术产业产生了巨大的影响。②生物技术产业格局从治病为主向治病、保健、提高生活质量的健康产业过渡。③跨国公司平均R&D 投入与销售收入的比例已超过10％，创新型重磅产品不断涌现，美国最大的生物技术公司2000年销售收人为24亿美元，净利达6亿多美元。④兼并重组愈演愈烈，大企业愈来愈大，协作型竞争已成为当今生物技术产业的主流；1998年以来，世界生物制药业格局发生了剧烈变化，全球市场排名前五强中四席是重组的结果，二十强的市场集中度高达67．8％。⑤小型企业走向专业化的道路，在生物制药行业尤其明显。如Amgen公司、Genentech公司、Celera公司、Isis