:膜技术应用手册与实践技巧和提示（5）

价格、系统和膜
本节中提到的价格是指“整机系统”。这里指的“整机系统”一般指装配好的系统，具有膜组件、内部管线和管件、阀门、泵和控制设备。这里提到的价格不包括建筑、系统或辅助设施的安装，如给水、排水、电力和压缩空气等。
膜系统的价格在欧洲从二十世纪七十年代中期至1989年一直很平稳，同期美国的价格则在下跌，知道两者价格相差不大。1989年，卷式组件被大量引入乳制品行业。因此整机系统的价格下降三分之一，从约US＄2,000/M2膜面积降至US＄550/M2膜组件。价格的下降发生在几个月内。1989年以后，价格还在下跌。二十一世纪早期医药系统的价格在US＄300~400/M2。乳制品行业一般卖到US＄200~240/M2，纯水系统则在US＄100~150/M2。
显然这样可以吸引更多的最终用户，但系统供货商的低利润率将导致最终用户很难得到好的服务和担保。
卷式组件
许多年来，卷式组件是市场上每m2膜面积最便宜的。虽然价格下降缓慢，但确实在下降，直到二十一世纪早期，价格已很难再下降了。事实上，销售价格已残酷地接近生产价格了。
卷式组件价格。 注意：这个价格各地区不同，同时也和订货数量和组件结构有关。
薄膜反渗透膜组件  销售价    US＄15~25/M2膜面积
薄膜纳滤膜组件    销售价    US＄20~40/M2膜面积
聚砜超滤膜组件    销售价    US＄25~50/M2膜面积
特殊组件          销售价    US＄35~70/M2膜面积
卷式系统的集成费用一般在US＄300~500/M2膜面积。
管式膜系统
就象前文提到的那样，这类膜系统通常有两种价格等级。
市场上有一些低价的管式膜系统，其销售价格大致上和卷式膜系统差不多。它们有严格的温度和压力限制，除了针对一些不常见和要求不高的项目外，几乎没有竞争力。
高价的管式系统其售价超过US＄1000/M2膜面积。虽然市场有限，但也有一些项目适用。膜更换费用一般US＄120/M2膜面积左右。
板框式膜系统
板框式膜系统的价格最高时在US＄200~300/M2膜面积之间，现空膜也卖到US＄130~180/M2膜面积，因此几乎没有贬值。
事实上，完整的板框式系统的制造和销售的价格接近于卷式膜系统。在早期的膜过滤中，由于政治原因，板框式系统的销售在US＄2000~3000/M2膜面积之间。但板框式系统并没有在膜发展早期市场竞争不强时快速涌入市场，而是仅仅留了其“Rolls Royce”的地位，如今几乎消声匿迹了。
纤维膜系统
这类膜系统售价很高，一般>US＄1700/M2膜面积，用于乳化油和全牛奶处理，很少用于其它类型的项目。
更换膜的价格一般> US＄700/M2膜面积。
目前有一些新的纤维系统出现，售价接近于US＄300/M2膜面积，但是否成功还有待观察。如果成功，则会给卷式膜带来真正的竞争。
陶瓷膜系统
这类膜系统价格非常、非常高，达> US＄10,000/M2膜面积。许多年来，陶瓷膜的制造商一直在宣布明年市场将兴旺，但他们一直只是在承诺。陶瓷膜的使用者要么很有钱，要么需要处理的产品非常非常特殊。即使陶瓷膜将来便宜些，但在价格上和其它膜形成竞争还有很长的一段路要走。
系统设计
为一个现有的膜过滤项目选择系统设计相对容易，可以在几分钟内完成，但准备一个详细的、引证充分的系统设计却是一项综合性的任务。然而我们可以提供一些有助于进行初步估价的一般原则和快捷方式，通过它们我们可以有h
效地决策一个膜过滤方案是否经济可行。
需要了解的信息包括：
n         处理容量，一般表示为l/h；
n         浓缩比例或渗透体积(一般为进水容量的75~95%)；
n         要求的渗透通量，一般表示为l/h。
不管是现有的还是假定都必须有一个通量数据。如果遵循以下原则，不难作出有根据的假定：
n         反渗透：15~25Lmh；
n         纳滤：20~30Lmh；
n         超滤：25~50Lmh；
n         微滤：无一般原则。
无疑，所使用的通量值都较低。
膜系统的“圣诞树”设计完全依赖于可靠的流量，因此在选择设计参数方面也没有多少可变性。以下内容对设计多级循环系统有帮助。
表37 系统设计的必要步骤
#1
选择、估计或测量通量 Lmh
#2
用渗透液体积除以通量计算出膜面积
#3
选择膜组件，并找出每个组件的膜面积(m2)
#4
计算膜组件的数量(膜面积/每单位膜面积)
#5
核算单位是否合理？
如果“不合理”，则返回#4步；
如果“合理”，继续#6。
#6
每个膜壳里是否超过一种膜组件，如卷式膜？
如果“是”：在每个膜壳内选择单位的数量，并计算膜壳的数量；
如果“否”：继续#7步。
#7
计算循环环路的数量比较复杂，因为有关的一些参数必须先确定。
如果通量曲线较陡，则选择相对多的环路；
如果通量曲线较平，可选择少些环路。
选择环路数量，并平衡分配膜组件。核算膜壳/单位的数量是否对选择的环路数量足够大？(系统越昂贵，越应该减少环路，以增加效率，减少膜费用)
#8
确定指定的进水流量和每单元的压降。由于在一个环路中所有的单元/膜壳是并列的，应确定循环泵的类型；
确定要处理的容量和操作压力，就可选定进水泵。
#9
选定流量、压力和泵后，消耗的功率(KW)就可计算出。
#10
有关膜系统的投资费用，可提供一个粗略的参考。
对工业专案来说：
大多数的卷式膜系统安装费用在US＄400~600/m2。
对于管式膜或纤维膜系统可能翻倍。
对于脱盐：
比工业系统略便宜。
#11
内部容量一般是1.5l/m2膜面积。这个数字对计算冲洗用水量是很重要的。
#12
冲洗用水是内部容量的3倍。
#13
每m3透过液可变的费用是US＄0.4~1.0。
作为可变费用利息和分期偿还还是相同的。
一般US＄1/m3渗透液。
#14
对于平面布置没有好的规则。
一个实验室一般占地2~3平方米。
一个1000平方米卷式膜面积的生产系统需要30平方米的平面空间。相对于其它过程处理，膜过滤装置占地较小。
#15
膜是易耗组件。所有的用户都想知道膜的使用寿命，但实际上在各个项目中膜的使用寿命变化很大。以下是一般高分子膜的数据，但即使在组分上的很小的差异对膜的使用寿命都可能有较大影响，同时系统的操作方式也是影响因素之一。
处理水的  反渗透、纳滤    3~6年
处理水的  超滤            2~4年
处理乳清                  1.5~2.5年
奶制品                    1~2年
制药                      0.5~1.5年
乳化油                    0.5~3年
果胶等                    0.5~1.5年
#16
整个系统的一般投资       价格包括泵、管路、膜和控制系统。
根据2000年1约的利率
US＄/M2
卷式组件        纯水       150
卷式组件       工业        350
管式膜                     1400
板框式                    >1700
纤维系统                  >1700
陶瓷膜                    >3000
看起来在许多行业，价格是唯一具有竞争力的参数。但是作者认为 许多最终用户购买一个低价系统是错误的。因为低价引发的许多问题，如服务、有价值产品的流失、生产线的停工、工艺参数的改变和系统的扩张都比初期投资耗资更多。 可能由于水脱盐反渗透系统已非常标准化了。因此低价系统成为可以接受的选择。但是对于分离和废水膜系统仍应采用高质量的组件和高水平的设计。只有这样才能确保达到满意、可靠和成功地运行