在我国，自20世纪80年代以来，无机膜逐渐引起人们的关注。特别是20世纪90年代以来，无机膜的发展年增长率达到30%-35%，其中陶瓷膜占主导地位，约占80%。

无机陶瓷膜的性能特点

陶瓷膜是固体膜的一种。其载体支撑体为多孔陶瓷材料，过滤层为微孔陶瓷膜。形状包括管状、扁平状和多通道状。陶瓷膜表面微孔排列均匀，孔径通常为0.004~15μm。

陶瓷膜主要由Al2O3、TiO2、ZrO2和SiO2制备而成，具有化学稳定性好、耐高温、使用寿命长等优点。

1.耐高温

无机陶瓷膜具有优异的耐热性。大多数陶瓷膜可在1000-1300℃的高温下使用，可用于高温、高粘度流体的分离。无机陶瓷膜适用于不利于化学清洗的场合，如食品、乳制品、制药等行业，或需要通过高温操作降低进料粘度的场合。

2、化学稳定性好

无机陶瓷膜耐酸、碱和生物腐蚀，比金属和其他有机材料的膜更耐酸、碱腐蚀。由于能稳定地耐受氢氧化物或酸的腐蚀，因此可用于处理具有极性pH值的物料，特别是碱性物料。陶瓷膜能长期承受各种介质的侵蚀，耐生物降解，具有良好的抗菌性能。

3.高渗透选择性

由于多孔陶瓷膜的孔径很小，因此其渗透选择性很高，多用于超滤和微滤。此外，无机陶瓷纳滤膜对于无机离子也具有不同的分离特性。可以根据不同的需要选择材料来分离特定的离子。

4、污染小、易清洁、使用寿命长

由于陶瓷膜化学稳定性好，分离过程中不发生相变，因此污染较小。此外，由于陶瓷膜的化学和结构稳定性，应用中的膜清洗问题也可以轻松解决。例如，可以使用酸性、碱性和活性酶清洗剂分别处理膜上的不溶性沉淀物、油性物质和蛋白质，也可以使用蒸汽和高压蒸煮对膜进行灭菌；由于陶瓷膜元件结构不对称，可采用反冲技术去除膜表面膜孔内的污垢。陶瓷膜不易老化，使用寿命一般为3-5年，有的甚至可以达到8-10年。

5. 光催化

某些材料制成的陶瓷膜，如TiO2膜，具有很强的光催化作用，在紫外线照射下可以杀死饲料原料中的细菌和其他微生物。它们可用于水处理、空气净化、灭菌等。

陶瓷膜在废水处理中的应用

1、在食品工业废水处理中的应用

陶瓷膜处理食品工业废水的研究大多集中在果汁、啤酒、酱油、醋、银杏水、茶叶以及各种中草药的过滤上。可见，陶瓷膜由于具有耐高温、化学稳定性好、耐酸碱、耐生物腐蚀等优点，具有广泛的应用前景。

2、在纺织、造纸废水处理中的应用

纺织造纸废水具有水量大、色度高、成分复杂的特点。水中含有染料、浆料、纤维杂质、重金属等，具有很大的生物毒性，严重污染环境。使用无机陶瓷膜处理不溶性染料非常有效。处理可溶性染料时，通过添加表面活性剂可显着提高染料去除率。

3、在化工废水处理中的应用

陶瓷膜在生化领域的应用研究是近期的热点之一。涉及的领域包括细胞去除、无菌水生产、低分子有机物的澄清和生物膜反应器。国内已有多套工业规模装置利用陶瓷膜分离发酵液中的细菌。这不仅可以提高产品生产率，减轻设备负荷，而且对环境保护也极其有利，大大减少了废水排放。

4、在含油废水处理中的应用

含油废水来源广泛，如石油化工、石油开采、运输、机械加工、皮革、纺织、食品、医药等。每年有5至1000万吨石油通过各种渠道流入海洋在世界上。由于含油污水化学耗氧量高、含油量大，严重污染环境。无论是环境治理、石油回收和中水回用，都需要对含油污水进行有效分离。其中，油田含油废水的高效处理是油田可持续发展的关键。陶瓷膜过滤技术因其分离效果好、无二次污染等优点，成为当前的研究热点。

5、生活及城市污水处理

黄晓蓉等.采用离心法制备梯度氧化铝膜管用于净化生活污水。氧化铝膜不会形成孔塞，且易于清洁。截留的污染物停留在控制层的表面。经过机械清洗后，废品率和通量可恢复到接近100%。控制层孔径在0.1-0.35μm之间的梯度氧化铝管，对生活污水中BOD5的去除率为83%，CODcr的去除率为67%，对大于0.1μm的固体悬浮物的去除率100%。

陶瓷膜生物反应器在水处理中的应用

陶瓷膜在水处理中应用最广泛的方向是废水处理，特别是工业废水的处理。与工业废水相比，陶瓷膜在生活污水处理中的研究和应用还很少。陶瓷膜在生活污水处理中的应用主要有两类。一种是膜分离，另一种是陶瓷膜生物反应器（CMBR）与生物反应器结合。目前的应用研究中很少使用第一种类型。大部分为陶瓷膜生物反应器，且大多为厌氧工艺。

膜生物反应器（MBR）是集膜分离单元和生物处理单元于一体的新型水处理技术。它利用膜组件的高效分离来替代传统活性污泥法中的二沉池，实现了传统工艺无法达到的效果。具有媲美的泥水分离和污泥浓缩效果，并通过膜对废水中悬浮物、有机物、病原菌和病毒的高效截留，大大提高了出水水质。

与传统生化处理技术相比，MBR具有以下主要特点：处理效率高、出水水质好；设备紧凑，占地面积小；易于实现自动控制，操作管理简单。 20世纪80年代以来，这项技术越来越受到人们的重视，成为水处理技术研究的热点。目前，膜生物反应器已在美国、德国、法国、日本、埃及等十多个国家得到应用。

对于集中式城市污水来说，水处理量大，污染物浓度相对较低，膜过滤消耗的能源和电力较大，经济性较差。然而，陶瓷膜生物反应器可用于生活污水的分散处理。例如，对于社区污水处理回用，陶瓷膜生物反应器运行稳定、维护要求低、机械强度高、使用寿命长、耐化学腐蚀。与有机膜相比，具有很大的竞争力和优势。

概括

陶瓷膜生物反应器以其坚固可靠、出水稳定、运行维护要求少等优点在工业水处理中广受好评，在处理分散的生活污水方面具有巨大的应用前景。