专栏名称: 工业水处理
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首发!日东联手世索科打造“低碳版”水处理膜|循环原料 + 减排 20%,性能再升级

工业水处理  · 公众号  · 科技自媒体  · 2025-04-10 19:54

主要观点总结

日东电工与世索科合作打造低碳版水处理膜,是双方在材料科学与环境技术领域的突破性成果。这一合作旨在通过材料替代与工艺优化,推动水处理行业向低碳化转型。

关键观点总结

关键观点1: 技术突破与材料创新

双方合作采用了日东电工的膜分离技术与世索科的高性能聚合物材料,共同研发出新型水处理膜。其中,Udel® PSU Echo树脂采用非化石循环原料,具有高质量平衡认证,在保持性能的同时降低碳足迹。

关键观点2: 生产工艺优化

界面聚合技术的应用,使得Udel® PSU Echo树脂与超薄聚酰胺层结合形成复合膜结构。这一技术减少化学消耗和能耗,符合欧盟REACH法规对化学品的严格限制。

关键观点3: 性能验证与成果展示

实验室测试显示新型膜的水通量提升15%,脱盐率超过99.7%,且表现出优异的抗污染能力。合作框架建立始于双方的技术对接并明确了在水处理膜领域的材料替代与工艺创新方向。

关键观点4: 合作背景分析

全球碳中和目标驱动下的技术创新需求,以及传统水处理膜技术的瓶颈促使双方的合作。合作不仅满足市场需求,也推动了品牌溢价和市场竞争力的提升。

关键观点5: 行业影响与未来展望

合作不仅推动了膜技术标准升级和产业链协同效应,还引领跨界技术融合。然而,成本与规模化生产、政策与市场接受度以及技术迭代方向是未来的挑战。合作预计将在未来推动水处理行业碳排放减少30%以上。


正文

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近日,日东电工(Nitto Denko)与世索科(Syensqo,原索尔维集团拆分后的特种化学企业)合作打造的 “低碳版” 水处理膜,是双方在材料科学与环境技术领域的突破性成果。


这一合作结合了日东在膜分离技术的积累与世索科在高性能聚合物材料的创新,旨在通过材料替代与工艺优化,推动水处理行业向低碳化转型。




01

技术突破

循环材料与性能提升的双重革新


1. 核心材料:34% 非化石循环原料的 Udel ® PSU Echo 树脂


世索科提供的 Udel ® PSU Echo 树脂采用质量平衡认证的非化石循环原料(如生物基或回收碳源),通过国际可持续发展与碳认证(ISCC+)体系验证,在保持与传统聚砜(PSU)相同性能的同时,显著降低碳足迹。这种材料具有以下特性:


  • 高机械强度 :确保膜在高压环境下的稳定性,适用于海水淡化等严苛场景。

  • 抗污染性 :表面疏水性设计减少有机物吸附,延长膜的使用寿命。

  • 化学耐受性 :耐酸碱腐蚀,适用于工业废水处理。


2. 生产工艺优化


日东电工通过界面聚合技术将 Udel ® PSU Echo 树脂与超薄聚酰胺层结合,形成复合膜结构。相较于传统工艺,该技术:


  • 减少化学消耗 :避免使用含氟表面活性剂(如 PFAS),符合欧盟 REACH 法规对化学品的严格限制。

  • 降低能耗 :生产过程中采用可再生电力,碳排放较传统膜材料减少约 20%。


3. 性能验证


实验室测试显示,新型膜的水通量提升 15%,脱盐率超过 99.7%,且在长期运行中表现出优异的抗污染能力。例如,在模拟工业废水处理中,膜的使用寿命较传统产品延长 30%,减少了更换频率和固废产生。


4.合作框架建立


双方自 2023 年起启动技术对接,2024 年 9 月签署战略合作协议,明确在水处理膜领域的材料替代与工艺创新方向。合作得到欧盟 “Horizon Europe” 计划和日本经济产业省(METI)的低碳技术研发补贴支持。



02

合作背景

政策驱动与市场需求的双重推动


1. 全球碳中和目标的倒逼


水处理行业是能源消耗大户,传统反渗透膜的高压泵能耗占海水淡化总成本的 40% 以上。欧盟《Fit for 55》政策要求 2030 年工业碳排放较 1990 年减少 55%,而中国 “十四五” 规划明确提出 “推动海水淡化规模化应用”。日东与世索科的合作旨在通过材料创新,将膜的单位能耗降低至 0.8 kWh/m³ 以下(传统膜约 1.5 kWh/m³),助力行业碳减排。


2. 技术瓶颈的突破需求


传统聚砜膜依赖化石原料,且生产过程中使用的含氟表面活性剂可能导致环境问题。世索科的无氟表面活性剂技术(如 Tecnoflon ® FFKM NFS 系列)已在半导体密封件领域验证,此次将其扩展至水处理膜,解决了行业长期面临的材料可持续性难题。


3. 市场竞争与差异化布局


全球水处理膜市场规模预计 2025 年达 180 亿美元,日东与世索科需在反渗透膜(RO)、纳滤膜(NF)等细分领域与陶氏、GE 等巨头竞争。通过引入循环材料,双方不仅满足客户对低碳产品的需求,还可通过碳足迹标签提升品牌溢价。



03

行业影响

从技术创新到生态重构


1. 推动膜技术标准升级


双方计划 2026 年推出第二代产品,将循环材料比例提升至 50%,并开发自修复膜技术(通过仿生学设计实现膜孔自动修复)。2027 年目标实现单位能耗低于 0.8 kWh/m³,较传统膜降低 46%。


2. 产业链协同效应


世索科的循环材料生产基地(如意大利 Spinetta 工厂)与日东的膜制造设施(如中国上海研发中心)形成闭环,从原料采购到产品回收实现全生命周期管理。例如,废膜可通过热解技术回收聚砜材料,循环利用率达 90% 以上。


3. 跨界技术融合


日东电工正与隆基绿能合作开发太阳能驱动膜系统,计划 2026 年在中东地区试点离网型海水淡化项目。此外,AI 算法优化膜污染预测的技术将于 2027 年投入商用。


关键时间节点对比

事件

时间

核心进展

Udel ® PSU Echo 树脂研发启动

2022 年

非化石循环原料技术突破

界面聚合工艺优化完成

2024 年 6 月

无氟生产工艺获欧盟认证

战略合作协议签署

2024 年 9 月

明确低碳膜开发方向

产品发布与试点项目启动

2025 年 4 月 3 日

新加坡 KME 海水淡化厂开始测试

规模化生产启动

2025 年

上海基地年产能 500 万平方米

第二代产品技术路线公布

2026 年

循环材料比例提升至 50%,自修复技术研发

太阳能驱动膜系统试点

2026 年

中东离网型海水淡化项目落地




04

挑战与未来展望


1. 成本与规模化生产


循环材料的初期成本较高(约为传统材料的 1.3 倍),但随着生物基原料产能提升和政策补贴(如欧盟碳边境调节机制),成本差距有望缩小。日东计划 2025 年实现该膜的规模化生产,目标产能 500 万平方米 / 年。


2. 政策与市场接受度


需推动各国将循环材料纳入政府采购清单,并通过案例示范(如山东某污水处理厂的应用)增强客户信心。世索科的 “ECHO 系列” 产品已获得 UL 认证,为市场推广提供背书。


3. 技术迭代方向


未来可能开发自修复膜(如通过仿生学设计实现膜孔自动修复)或智能响应膜(根据水质变化自动调整孔径),进一步提升低碳性能。


日东与世索科的合作以2025 年 4 月 3 日产品发布为里程碑,标志着水处理膜技术从 “性能优先” 向 “低碳与性能并重” 的转型。这一时间线不仅体现了材料创新的加速(从研发到量产仅 3 年),更反映了全球政策与市场对低碳技术的迫切需求。随着技术迭代和产业链协同深化,该项目有望在 2030 年前推动水处理行业碳排放减少 30% 以上,成为工业绿色转型的标杆。

(来源:高性能膜材料)

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本文由丨 工业水处理 丨精编发布
编辑:文海|审核:麦西夫
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