膜分離技術是利用膜的選擇性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，被列為我國當前重點發展的戰略性新興產業和優先發展的高技術產業化重點領域。根據膜材質的不同，膜分離所使用的膜材料可分為無機膜（陶瓷膜等）與有機膜。

其中，陶瓷膜是一種以無機陶瓷材料制成的具有特殊選擇性分離功能的高性能膜材料，以其分離效率和分離精度高、化學穩定性好、耐酸堿、耐高溫、耐有機溶劑、機械強度高等優異性能，在高溫、溶劑和反應體系等苛刻環境下的過程工業分離和強腐蝕性、高溫、高鹽、含油、高懸浮物等特種水處理領域體現了良好的適用性，成為膜材料中極具發展前景的重要品種。隨著我國過程工業的產業技術升級以及對“節能、減排”和水資源保護投入力度的不斷加大，以陶瓷膜為核心的膜分離技術的應用前景和市場空間十分廣闊。

①陶瓷膜及其結構

陶瓷膜是以氧化鋁（Al2O3）、氧化鋯（ZrO2）和氧化鈦（TiO2）等粉體原料經特殊工藝制備而成的膜。陶瓷膜管壁密布微孔，在壓力作用下，原料液在膜管內的膜外側流動，小分子物質（或液體）透過膜，大分子物質（或固體顆粒、液體液滴）被膜截留從而達到料液不同成分的分離、濃縮和純化之目的。

從結構上看，陶瓷膜一般由支撐體層、過渡層和膜層組成非對稱結構，其中支撐體層是構成陶瓷膜的主體結構，為膜層提供必要的機械強度，孔隙率較高、平均孔徑較大，是陶瓷膜機械強度、化學穩定性等性能的主要決定因素；膜層是涂于過渡層表面經燒結而成的一層致密陶瓷薄膜，其厚度通常在幾十微米，通過采用不同的陶瓷粉體材料與燒制工藝，可以對膜層的孔徑大小、孔徑分布等進行調節，從而控制陶瓷膜的過濾范圍、分離精度等功能指標；過渡層是膜層與支撐體層之間的一層過渡結構，其作用在于防止膜層內的陶瓷粉體滲入支撐體層，幫助膜層與支撐體層更好的結合。

圖 陶瓷膜結構示意

②陶瓷膜的分類

根據制備陶瓷膜的材料不同，主要可分為氧化鋁（Al2O3）、氧化鋯（ZrO2）、氧化鈦（TiO2）及氧化 硅（SiO2）等陶瓷膜。

按照膜的構型分類，通常分為片式膜、板式膜以及管式膜。其中，多通道管式膜因其單位體積內的膜層面積大、機械強度高以及安裝方便等優點，適合于大規模應用，而成為工業應用的主要品種。單支（根）膜管稱為膜元件。

③陶瓷膜材料的生產流程

以氧化鋁、促進劑等為原料制備泥料，通過擠出成型、濕坯干燥，低溫燒成陶瓷膜支撐體，然后將氧化鋯、氧化鈦、氧化鋁微粉等調配成膜液，涂覆于陶瓷膜支撐體上，再次燒結得到陶瓷膜元件。

④陶瓷膜的主要特點和優勢

與傳統過濾分離技術相比，陶瓷膜具有以下特點和優勢：

A. 化學穩定性極佳，能夠耐強酸、耐強堿、耐有機溶劑、耐氧化；

B. 耐高溫、耐菌，抗污染性好；

C. 機械強度高，耐磨性好；

D. 孔徑分布窄，分離精度高，可達到納米級過濾；

E. 易清洗，可在線通過藥劑或高溫消毒，可反向沖洗；

F. 膜再生性能好，使用壽命長。

目前，陶瓷膜材料制備綜合了先進的新材料制備技術，已能夠根據物料體系環境和分離要求，通過陶瓷膜材料制備工藝調節陶瓷膜的孔徑大小、孔徑分布及孔隙率，分離效率與分離精度較傳統過濾分離技術有大幅提升。

⑤陶瓷膜錯流過濾原理

陶瓷膜分離以錯流過濾方式為基礎，與傳統終端過濾方式不同，錯流過濾方式中的原料液流體以切線流過膜表面的方式高速循環流動，過濾液（或稱滲透液）在壓力作用下透過膜表面濾出，通過原料液的循環沖刷有效抑制了傳統終端過濾方式中過濾介質易被阻塞的問題，保障分離過程的連續運行，提高了分離效率與分離精度，并有效降低了分離過程的能耗。

圖 陶瓷膜錯流過濾原理

⑥陶瓷膜的應用領域

陶瓷膜在苛刻環境或復雜條件下，對高溫、高壓、強酸、強堿或腐蝕性體系，表現出了其它分離介質或材料所不具備的適用性；且陶瓷膜可在線清洗消毒的特點，能夠降低分離設備的操作維護復雜度，提高分離設備的連續運行周期和使用壽命。應用于生物與醫藥、化工、食品飲料等過程分離以及工業廢水、油田回注水、垃圾滲濾液等特種水處理領域中的物料分離、濃縮、提純、凈化除雜等工藝環節。

來源：久吾高科招股書

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