膜分离技术是利用膜的选择分离功能实现料液不同成分的分离、纯化、浓缩的新型高效分离技术。根据材质不同,可分为有机膜、无机膜(以陶瓷膜为代表)和金属膜。目前,无机膜中陶瓷膜因其优异的材料性能,已成为膜领域发展迅速、具有应用前景的膜材料之一。
陶瓷膜是以氧化铝(Al2O3)、氧化锆(ZrO2)、氧化钛(TiO2) 和碳化硅等粉体原料经特殊工艺制备而成的具有特殊选择性分离功能的高性能膜材料。陶瓷膜的材质决定陶瓷膜的亲水性、抗污性、耐高温性、耐酸碱性、热稳定性、机械强度等,目前氧化铝材质和碳化硅材质在市场的应用较多。
从陶瓷膜的构型分类,常见的为片式膜、板式膜及管式膜(多通道管式膜、单支膜管)。其中,片式陶瓷膜主要应用于工业污水处理,板式陶瓷膜主要应用于生活污水处理,管式陶瓷膜主要用于饮用水处理。
陶瓷膜通常具有3层结构(支撑层、过渡层及分离层),呈非对称结构。支撑层为分离层提供机械强度和支撑作用;过滤层介于分离层和支撑层之间,防止膜层与支撑体的脱落;分离层直接参与膜分离过程,是陶瓷膜的核心部分。
陶瓷膜具有十大突出优势,即机械强度卓越、化学稳定性强、运行维护简单、耐高温、亲水好通量高、水资源回收率高、分离性能好、运行成本低、使用寿命长、废膜可循环等特点。
但陶瓷膜初始投资成本高、产品种类少、应用待提高的缺点也客观存在。目前陶瓷膜的成本是进口有机膜的2倍、国产有机膜的4倍,虽然投资成本高,但全生命周期性价比远远优于其他膜。