Con la rapida crescita economica globale, l'inquinamento ambientale è aumentato, determinando una maggiore attenzione alla tutela ambientale. La tecnologia di separazione a membrana, riconosciuta come una delle principali tecnologie pulite del XXI secolo, è ora ampiamente utilizzata in vari settori per applicazioni come il trattamento delle acque reflue complesse, il trattamento avanzato delle acque reflue urbane, il riciclo dell'acqua, la produzione di acqua ultrapura e la desalinizzazione dell'acqua di mare.
I progressi della Cina nel campo delle membrane per ultrafiltrazione e microfiltrazione hanno visto l'ascesa di aziende di spicco come Jin Membrane Technology e Jiuwu High-tech. Con un elevato grado di localizzazione della produzione e un'autosufficienza che raggiunge circa l'85%, l'industria cinese delle membrane ha dato vita a un polo industriale solido e competitivo.
Tre fattori chiave stanno guidando la crescita della tecnologia a membrana. In primo luogo, la crescente scarsità d'acqua in Cina rende necessario un utilizzo efficiente delle risorse idriche reflue, e la tecnologia a membrana gioca un ruolo fondamentale. Le "Linee guida per la promozione dell'utilizzo delle risorse idriche reflue" del governo sottolineano l'importanza di raggiungere un tasso di utilizzo dell'acqua riciclata pari o superiore al 25% nelle città con scarsità idrica, in linea con gli obiettivi prefissati. La tecnologia a membrana è cruciale per il raggiungimento di questo obiettivo grazie alle sue eccezionali capacità di separazione.
In secondo luogo, le severe normative ambientali, tra cui la revisione della Legge sulla Protezione Ambientale, stanno costringendo le aziende di trattamento delle acque reflue ad adottare metodi più efficienti. L'efficienza e la qualità della tecnologia a membrana la rendono una scelta ottimale per queste aziende.
In terzo luogo, la grave carenza idrica della Cina, con risorse pro capite pari a solo un quarto della media mondiale, ha stimolato lo sviluppo della desalinizzazione dell'acqua di mare come soluzione strategica. Il "Tredicesimo Piano Quinquennale Nazionale per l'Utilizzo dell'Acqua di Mare" sottolinea l'importanza della desalinizzazione dell'acqua di mare, con la tecnologia dell'osmosi inversa che rappresenta l'approccio dominante.
Inoltre, con il progredire della tecnologia a membrana e la riduzione dei costi, i suoi vantaggi rispetto ai metodi alternativi di trattamento delle acque hanno favorito una rapida crescita del settore. Tra i principali attori del settore figurano DuPont, HydraNon, LG, Wharton, Xylem, Lisheng, Asahi Kasei, CSM, Sano, Bluewater, Veseb e Qinsen, tra gli altri.
Lo scorso settembre, il Segretario Generale Xi Jinping ha introdotto il concetto di "nuova produttività di qualità", promuovendone l'adozione e l'enfasi su larga scala. Il rapporto di lavoro governativo di quest'anno dà priorità all'accelerazione dello sviluppo della "nuova produttività di qualità" per costruire un sistema industriale moderno.
La "nuova produttività di qualità" è definita da tre attributi chiave: alta tecnologia, efficienza e qualità. In tutti i settori, in particolare nella tutela ambientale, il passaggio dalla quantità alla qualità è diventato fondamentale. La tecnologia a membrana si distingue come la "nuova produttività" del settore, facilitando la trasformazione da elevati consumi energetici e inquinamento a bassi livelli di qualità industriale, con un significativo miglioramento.
Al centro della tecnologia di separazione a membrana ci sono i materiali delle membrane, classificati in base alla dimensione dei pori: microfiltrazione, ultrafiltrazione, nanofiltrazione e osmosi inversa. Le membrane per microfiltrazione (0.05-10 μm) sono eccellenti nella rimozione di particelle sospese e microrganismi dalle acque reflue. Le membrane per ultrafiltrazione (0.02-0.1 μm) intercettano impurità come solidi sospesi, colloidi e materia organica. Le membrane per nanofiltrazione (<2 nm) rimuovono efficacemente le impurità dell'acqua. Le membrane per osmosi inversa (0.0001~0.01 μm) offrono una precisione di filtrazione senza pari, ideali per la desalinizzazione e la produzione di acqua pura.
Queste membrane offrono prestazioni superiori in diversi scenari di trattamento delle acque, in particolare nei processi MBR che combinano il trattamento biologico con la tecnologia a membrana. I processi MBR garantiscono un'efficiente separazione solido-liquido, riducono al minimo l'espansione dei fanghi, migliorano l'efficienza di degradazione della materia organica e riducono la pressione dei fanghi negli impianti di depurazione.
Applicazioni innovative delle membrane di nanofiltrazione e osmosi inversa
La nanofiltrazione e l'osmosi inversa trovano ampio utilizzo nella desalinizzazione dell'acqua di mare e nella preparazione di acqua ultrapura. La tecnologia dell'osmosi inversa, ad esempio, eccelle per gli elevati tassi di desalinizzazione, l'adattabilità a diverse qualità dell'acqua e il rispetto dell'ambiente, rendendola ideale per una vasta gamma di applicazioni critiche.
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