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日本膜技术概览

时间:2016-11-24

20世纪60年代开始,日本在国家层面进行顶层设计,政府组织一系列国家攻关项目并给予经常性的经费支持,构筑了日本膜领域的知识创新体系、技术创新体系和服务体系。

同时通过资源整合,企业集团的技术创新能力、市场开拓能力得到提升,在全球膜领域占据重要地位。

日本膜企业为何重要?

  目前,日本膜企业的业务范围遍布全球。

  过去三十年间,日东电工集团美国海德能公司、东丽株式会社、东洋纺织公司与美国陶氏化学几乎垄断全球反渗透膜的供应,直到近年其垄断地位才略有松动。

  三菱丽阳公司、旭化成公司、久保田株式会社在超滤、微滤膜技术领域处于全球领先地位,其业务范围也覆盖全球。

 

日本膜企业何处领先

  1985-2014年全球膜技术相关专利申请主要集中于日本、中国、美国、德国和韩国,专利量占总量的84.1%其中日本的膜技术公开专利数最多,占26.2%,其次为中国(24.2%)、美国(18.9%)、德国(8.2%)。日本专利权人集中于企业,而中国专利权人集中于高校。

 


1  膜技术公开专利数在全球占比(1985-2014年)



  在全球公开专利数排名前20的专利权人中,日本拥有16个席位,占专利总量的9.8%。其中,日本丰田自动车株式会社公开专利数达1742项,远高于其他机构,排名第二的东丽工业公司专利数为1046项,其余机构的专利数均未超过800项。


2  日本专利权人公开专利数(1985-2014

 

  再来看各专利权人的研究方向,丰田自动车株式会社主要研究方向为固体电解质的燃料电池及其制造、燃料电池的零部件及其制造;东丽工业公司、栗田水工业有限公司和日东电工株式会社以渗析法渗透法或反渗透法处理水、废水或污水为主。


1  专利数在国际分类中前5名的主要专利权人(1985-2014

日本膜技术应用如何?

净水行业

  日本膜分离(MF/UF净水设施的建设非常迅速,设施数呈直线增长,1992年仅为7处,而2013年末总数达到了809处,日处理能力达到了1.5×106 m³/d日本反渗透膜(RO)净水设施数逐年呈稳定增加,在2008年后累积处理水量增加趋势变缓,截至2013年,日本反渗透净水设施数达到639,累积日处理能力为6.47×105 m³/d。超滤/微滤净水设施在净水设施中所占的比重明显增加,从2000年的25%增加到2013年的70%


3  日本MF/UF膜和RO膜分离净水设施的建设状况和累积处理能力

 

  2000年,日本膜技术自来水厂处理能力仅为100×103 m。膜技术主要应用于小型供水系统,其中71%的膜系统产水量小于500 m³/d,产水量大于1 000 m³/d的膜系统仅占13%

  2004年,一些产水量超过10×103 m3/d的大、中型水厂也开始使用膜技术。在2月,处理能力达到30×103 m3/d的膜法供水系统在东京都羽村市建成投入使用。

  2005年,横滨市和福冈市也安装了产水量为100×103 m3/d的大型供水系统。

废水处理

  日本MBR处理技术起步较早,但最初都是应用于小规模的污水处理系统,包括在线污水处理净化槽系统、粪便处理系统、建筑污水回用系统以及工业废水处理,直到2005年才将其应用到大型的市政污水处理工程。虽然总体上应用规模较小,但其对全球MBR技术的发展推动较大。

  日本利用反渗透膜处理工业废水的技术早在1974年就已出现,并持续得到越来越广泛的运用。到2013年,利用反渗透膜处理工业废水的设施已建成215处,累积处理能力达到1.85×105m3/d。这些装置85%以上出水以上仍然用于工业。

4  日本RO膜处理工业废水的设施建设状况和累积处理能力

 

海水淡化

  脱盐装置在日本应用较早(20世纪60年代),且从80年代起迅速发展。2013年日本的脱盐装置累计产水量达到1.64×106 m3/d

5  日本脱盐装置累积产水总量

  本文信息来自于膜技术创新与产业发展研究中心(MIID)的研究成果。

 

责任编辑:于喆

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