膜分離技術是利用膜的選擇分離功能實現料液不同成分的分離、純化、濃縮的新型高效分離技術。根據材質不同,可分為有機膜、無機膜(以陶瓷膜為代表)和金屬膜。目前,無機膜中陶瓷膜因其優異的材料性能,已成為膜領域發展迅速、具有應用前景的膜材料之一。
陶瓷膜是以氧化鋁(Al2O3)、氧化鋯(ZrO2)、氧化鈦(TiO2) 和碳化硅等粉體原料經特殊工藝制備而成的具有特殊選擇性分離功能的高性能膜材料。陶瓷膜的材質決定陶瓷膜的親水性、抗污性、耐高溫性、耐酸堿性、熱穩定性、機械強度等,目前氧化鋁材質和碳化硅材質在市場的應用較多。
從陶瓷膜的構型分類,常見的為片式膜、板式膜及管式膜(多通道管式膜、單支膜管)。其中,片式陶瓷膜主要應用于工業污水處理,板式陶瓷膜主要應用于生活污水處理,管式陶瓷膜主要用于飲用水處理。
陶瓷膜通常具有3層結構(支撐層、過渡層及分離層),呈非對稱結構。支撐層為分離層提供機械強度和支撐作用;過濾層介于分離層和支撐層之間,防止膜層與支撐體的脫落;分離層直接參與膜分離過程,是陶瓷膜的核心部分。
陶瓷膜具有十大突出優勢,即機械強度卓越、化學穩定性強、運行維護簡單、耐高溫、親水好通量高、水資源回收率高、分離性能好、運行成本低、使用壽命長、廢膜可循環等特點。
但陶瓷膜初始投資成本高、產品種類少、應用待提高的缺點也客觀存在。目前陶瓷膜的成本是進口有機膜的2倍、國產有機膜的4倍,雖然投資成本高,但全生命周期性價比遠遠優于其他膜。