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水通道蛋白膜:节能高效仿生水处理新技术

时间:2017-03-04 15:47:29  来源:污水处理工艺及典型案例微信  作者:admin

 

水通道蛋白膜正渗透进入中国

116日,国中水务联合博天环境集团股份有限公司(简称“博天环境”),与丹麦Aquaporin A/S(简称“AQP)公司在京签署正式合作协议,三方共同出资成立合资公司,在国内建立水通道蛋白膜生产线。合资公司注册资本1000万美元,其中,国中水务以现金及等价物出资200万美元,占注册资本的20%;博天环境以现金及等价物出资450万美元,占45%;AQP以现金及等价物出资350万美元,占35%。此外,国中水务和博天环境决定共同支付1950万美元购买AQP20.1%股权,其中国中水务购买15.1%

根据协议,AQP在合资公司向其支付首笔特许使用费150万美元后的12个月内,协助合资公司建设水通道蛋白膜生产线;在合资公司完成生产线之前,AQP及其附属公司是向合资公司提供水通道蛋白膜的独家供应方;在合资公司完成生产线之后,AQP及其附属公司是向合资公司提供水通道蛋白膜配方的独家供应方。据悉,AQP的核心技术是基于水通道蛋白膜基础上的正渗透技术,其利用该技术已完成Aquaporin Inside相关产品的开发,产品在正渗透及反渗透处理领域都具有广泛的应用前景。与目前市场上的反渗透膜相比,正渗透膜在通水量、除盐率、减少能耗方面具有较大优势。

国中水务董事长朱勇军表示,目前该技术处于产业化前期,在国际上处于领先地位,一旦条件成熟,可以在海水淡化、污水处理、化工、航天、医疗等等多个领域得到广泛应用。

水通道蛋白膜正渗透技术

 

 

水通道蛋白具有输水量大、能耗低、选择性强等特质。水通道蛋白通过静电作用,吸引水分子翻过通道,且只允许水分子跨膜运输,通常每个水通道蛋白每秒钟能够运输多达103106个水分子,以1克水通道蛋白为例,每秒钟能够运送0.7700L的水,输水量惊人。同时作为细胞膜内的内含蛋白,水通道蛋白运输水的驱动力来自静压及渗透压,能量消耗很小,具有输水量大、能耗低、选择性强等优秀品质。

水通道蛋白膜用于水处理能耗将大幅降低。与现有的微滤、超滤、纳滤、反渗透膜等各种膜技术相比,丹麦Aquaporin公司利用DNA重组技术研究开发出的仿生水通道蛋白液体膜孔径只有0.5纳米左右,可通过分子量达到个位数级别,比目前最精细的反渗透膜还要精细。在同等压力下,水通道蛋白膜的水通量是现有反渗透膜的约8倍,盐截留率达到96%,比现有反渗透膜高出约8个百分点,如果达到同等水通量(即达到同等水处理效率),这意味着水通道蛋白膜的能耗将大幅降低。实验表明水通道蛋白膜用于海水淡化的吨水电耗<1度,远低于传统反渗透的2.1-6度。实验表明,水通道蛋白膜的水通量、盐截留率、二价离子截留率也明显高于现有的正渗透膜。可以说水通道蛋白膜主要水处理性能明显优于市场上现有的各类膜技术。

水通道蛋白膜的应用领域和市场空间。Aquaporin公司正在积极探索将水通道蛋白膜技术用于海水淡化、废水减量、污水处理、渗透压发电和产品浓缩等领域,其用于废水减量可将废水减少75%左右。假设未来水通道蛋白膜技术可占有全球10%的膜处理市场份额,则工程需求在40亿美元以上,膜组件需求在11亿美元以上。假设中国未来10%的反渗透膜被水通道蛋白膜替代,则膜需求为367万平米/3亿元以上;假设中国未来30%的海水淡化采用水通道蛋白膜技术,则工程市场在60亿元以上,膜需求为100万平米/0.8亿元;假设未来国内10%的污水用水通道蛋白膜减量,则膜需求为2375万平米/19亿元。

Aquaporin公司的水通道蛋白膜即将规模化应用。Aquaporin公司经过多年的努力,以及与多家重量级行业用户的合作,探索出水通道蛋白膜的多种应用,其研制的水通道蛋白膜即将于年内小批量生产,预计2014年产量将达到1万平米,是国际领先的膜研制企业。