滤膜是一种利用膜的选择透过性进行分离、过滤或浓缩的技术,在多个领域都有广泛应用。以下是关于滤膜的一些关键信息:
一、主要类型及特点
- 微滤膜(MF):孔径通常大于0.1微米,主要用于去除悬浮固体、细菌、大分子量胶体等,应用于污水废水处理、工业特种分离等领域[3][12]。
- 超滤膜(UF):孔径范围在0.01-0.1微米(部分资料显示0.001-0.01微米,可能因具体产品或分类标准略有差异),截留分子量1,000-200,000,可分离细菌、胶体、大分子有机物(如蛋白质)等,常用于大分子有机物分离纯化、污水处理、海水淡化预处理,以及血液透析中的水和碳酸氢盐浓缩液过滤等[2][3][4][14]。
- 纳滤膜(NF):孔径0.001-0.01微米,能分离小分子有机物、二价离子等,应用于水的软化、小分子有机物浓缩,以及盐湖提锂等领域[3][11][12]。
- 反渗透膜(RO):孔径小于0.001微米,几乎可截留所有离子和可溶性金属盐,主要用于纯净水制备、海水淡化、产品浓缩等[3][12]。
- 正向渗透(FO):作为膜法的一种,与其他膜过程相比,具有较低的能量需求,在环保和成本效益方面有优势[1]。
二、应用领域
- 水处理:包括食品加工废水、海水和地下水处理、工业废水处理及回用等[1][3][5]。
- 食品与生物活性物质分离:可从农业食品链下游加工流中浓缩、分离生物活性化合物(如肽、壳聚糖寡糖、多不饱和脂肪酸),也能从海洋蛋白水解物中回收生物活性肽而不损失其功能[1]。
- 生物制药:超滤设备在生物制药纯化系统中应用广泛,中国相关市场增长迅速,2017年规模2亿元,2021年达12亿元,预计2026年将达到24亿元,2021-2026年复合年增长率15.5%[2]。
- 血液透析:0.005微米的超滤膜(如DSU-D、SSU-D、SSUmini、EndoPur等)用于透析环境中,辅助去除水和碳酸氢盐浓缩液中的细菌、病毒和内毒素,产品寿命可达12个月[4][14]。
- 盐湖提锂:纳滤膜可有效截留二价、多价离子,同时允许锂离子通过,已在盐湖提锂项目中应用[11][12]。
三、技术优势与挑战
- 优势:膜过滤具有较低的能量需求,成本效益较好;膜技术、非热加工方法和酶辅助方法高度符合环保要求[1]。
- 挑战:膜易因表面固体积累(污染)导致寿命有限,在恶劣条件(如高pH值)下材料稳定性可能较差,需要定期更换,增加了大型操作的成本和低效性[10]。
四、相关企业与技术进展
- 久吾高科:将募集资金主要用于陶瓷滤膜及成套设备生产线扩产建设、面向废水处理及回用的分离膜装备产业化等项目[5]。
- 三达膜:其中空纤维膜(如SUF-2309B)在纯水透过率(≥180L/(m²·h·bar))、产水浊度(≤0.15NTU)等指标上优于陶氏集团同类超滤膜产品[8]。
- 唯赛勃:拥有用于盐湖提锂的纳滤膜相关技术,产品已用于盐湖提锂项目和工业零排放项目,并出口国外[11]。
- 威高血净:在血液透析领域布局全产业链,其血液透析器和血液管路市场份额国内领先,并自主开发中空纤维膜大型纺丝线和透析器全自动组装线[9]。
膜技术作为一种高效、环保的分离方法,正随着材料科学和工艺技术的进步不断发展,在更多领域展现出应用潜力,但也需持续解决膜污染和稳定性等问题以提升应用效率。