無機陶瓷膜作為一種新型的膜材料，與傳統(tǒng)的高聚物膜相比，具有耐高溫，化學穩(wěn)定，耐酸堿腐蝕，機械強度高，結(jié)構(gòu)穩(wěn)定和易再生等優(yōu)點，被廣泛應(yīng)用于食品和生物制品的過濾、提純及電解液的過濾、氣體除塵等各個領(lǐng)域。特別是在20世紀80年代后期，陶瓷膜在水處理領(lǐng)域的研究取得了突破性進展，其日益顯示出的獨特技術(shù)優(yōu)勢和廣闊的前景，正成為國內(nèi)外競相研究開發(fā)的熱點之一。

1 無機陶瓷膜在水處理中的應(yīng)用

1.1 給水處理中的應(yīng)用

微孔無機陶瓷膜分離技術(shù)在給水處理中的應(yīng)用始于20世紀80年代，特別是在歐洲一些 ，如法國、意大利等國在這些方面的實踐工作更是走在 的 。用微孔陶瓷膜進行給水處理的優(yōu)點是能夠保證更好喝更可靠的水質(zhì)，不用化學物質(zhì)，特別適合于高附加值產(chǎn)品。用0.2μm陶瓷微濾膜過濾處理地下巖溶水所得的幾個性質(zhì)指標與未經(jīng)處理巖溶水的比較如表1所示。

表1：未處理巖溶水與處理水的性質(zhì)指標比較

從表1中可以看出，陶瓷膜不僅能顯著降低水的濁度（NTU）和有機物含量，而且能夠?qū)μ幚硭M行脫金屬處理，對細菌的去除率更為100%。在國內(nèi)，山東工業(yè)陶瓷設(shè)計院研制的孔徑為4.3μm的微孔陶瓷對總菌數(shù)31500、大腸菌群小于230的原水處理后，得到的處理水水質(zhì)也優(yōu)于 飲用水標準。此外，利用無機陶瓷膜進行海水淡化預(yù)處理的研究也取得了重大進展。

1.2 廢水處理中的應(yīng)用

近年來，由于全球水資源緊缺、將陶瓷膜分離技術(shù)應(yīng)用于廢水的處理和再利用顯得更加重要。從材料特點考慮，由于陶瓷膜可以在苛刻的條件下進行長期穩(wěn)定的分離操作，這也決定了它在水處理領(lǐng)域應(yīng)用的主要方向是廢水處理，特別是工業(yè)廢水的處理。

1.2.1 處理含油廢水中的應(yīng)用

工業(yè)含油廢水的種類極其繁多，大致有油田采出水、金屬表面清洗水、石油化工廠排放的生產(chǎn)廢水、各種潤滑劑廢水、乳化液廢水等。這些廢水若直接排放，將嚴重污染環(huán)境。由于含油廢水往往只有難降解、易乳化等特點，常規(guī)辦法處理難以得到理想的效果。無機陶瓷膜在處理含油廢水方面具有突出的優(yōu)勢，表現(xiàn)在通量高，使用壽命長，且對膜的孔徑大小要求相對寬松。Simms等人（1995）采用了高分子膜和Membralox陶瓷膜對加拿大西部的重油采出水進行了處理，其通量相對較小。表2是他們研究的主要結(jié)果。

表2：陶瓷膜處理油田采出水結(jié)果

Hun等人用復(fù)合陶瓷膜對濃度為600～11000ppm乳化液進行油水分離，油的去除率超過95%。日本近年來也對水溶性切削油的陶瓷膜處理作了詳細的研究，并將其與有機膜作了比較，結(jié)果認為用陶瓷膜處理較為優(yōu)越。這些結(jié)果表明：采用陶瓷膜處理工業(yè)含油廢水是可行的，出水水質(zhì)均能滿足回注水或排放水的各項指標的要求。

1.2.2 處理紡織廢水中的應(yīng)用

紡織染色工程均以水為介質(zhì)，而且往往需要一次或多次水洗，用水量比較大，排放的廢水對環(huán)境污染較重。在印染過程各工序排出的廢水含有的主要污染物為：懸浮物、BOD有機物、COD染料、還原漂白劑、重金屬（如鉛、鉻等）以及色度染料等，同時處理的難度很大。Soma等人（1989）利用無機微濾膜處理印染廢水，膜孔徑平均為0.2μm，壓力0.5～1.0MPa，水流速度3～5m/s。實驗結(jié)果表明：懸浮物、有機物的去除均效果明顯，其中不溶性燃料去除率大于98%，通過加入一些表面活性劑可使可溶性染料的去除率大于97%；在陶瓷膜工業(yè)性試驗中染料的去除率為80%，COD去除率為40%，通量為260～280L/(m2·h·MPa）。

1.2.3 化工廢水處理中的應(yīng)用

化工行業(yè)在生產(chǎn)中產(chǎn)生的廢水一般具有強酸、強堿或腐蝕性，有機膜由于自身的弱點往往難以勝任。而對于像陶瓷膜之類的無機膜來說，恰恰是它們的強項，在處理這類廢水時，它們具有獨到的優(yōu)勢。NGK公司采用氧化鉻陶瓷膜從鹽酸溶液中回收ZiO₂細微粒子，用去離子水進行洗滌，以除去產(chǎn)品中的酸根，經(jīng)過處理，洗滌水的電導率從200ms/cm下降到0.5ms/cm。實驗也表明，用氧化鋁陶瓷微濾膜在處理酸性廢水時，取得了較好的效果。

1.2.4 其他廢水處理中的應(yīng)用

無機陶瓷膜作為新型的膜分離技術(shù)，在各個領(lǐng)域的廢水處理中都有不俗的表現(xiàn)。如對放射性廢水，含重金屬廢水，城市生活污水，造紙廢水的處理上，都呈現(xiàn)效果明顯。

2 無機陶瓷膜在水處理應(yīng)用中的展望

無機陶瓷膜處理的各種廢水涉及到社會的許多行業(yè)，市場容量巨大，估計其規(guī)模在億元以上，經(jīng)濟、社會效益均比較明顯。目前對無機膜過程及膜催化反應(yīng)的的研究較多，無機生物膜反應(yīng)器的研究工作也開始起步，其良好的發(fā)展前景使之成為各國研究的熱點。盡管陶瓷膜的研究與應(yīng)用已經(jīng)取得了很大的進展，但仍然存在許多制約其廣泛應(yīng)用的問題值得深入地研究和探討，主要是如何降低陶瓷膜的生產(chǎn)成本，如何提高膜的分離效果及長時間維持膜通量的穩(wěn)定性；如何擴展無機陶瓷膜的應(yīng)用范圍和應(yīng)用深度。這些都應(yīng)是今后陶瓷膜的制備和應(yīng)用方面應(yīng)重點突破的方向。