陶瓷膜技術(shù)在國內(nèi)過程工業(yè)界的認(rèn)知度和接受度逐漸提高，應(yīng)用案例不斷增加，國內(nèi)陶瓷膜行業(yè)得到了快速發(fā)展。但陶瓷膜技術(shù)在我國的發(fā)展歷程相對較短，技術(shù)成熟度和認(rèn)識程度尚有待進(jìn)一步提升，以陶瓷膜為核心的膜分離技術(shù)工藝在國內(nèi)的應(yīng)用普及率仍總體較低，未來可拓展空間廣闊。

　　一、陶瓷膜行業(yè)發(fā)展概況

　　我國對陶瓷膜技術(shù)的研究、應(yīng)用起步相對較晚。20世紀(jì)90年代，中國科學(xué)院、中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)以及南京化工大學(xué)等高等科研機構(gòu)積極參與并完成了“九五”國家重點科技攻關(guān)及“863”計劃等科研項目，成功實現(xiàn)了陶瓷膜材料及制備研究方面的技術(shù)突破，繼而打破了國外企業(yè)在陶瓷膜產(chǎn)品領(lǐng)域的壟斷地位。

　　進(jìn)入到21世紀(jì)，一方面，陶瓷膜技術(shù)在國內(nèi)過程工業(yè)界的認(rèn)知度和接受度逐漸提高，應(yīng)用案例不斷增加;另一方面，隨著國內(nèi)陶瓷膜企業(yè)的技術(shù)進(jìn)步和市場拓展，國內(nèi)企業(yè)與國外先進(jìn)企業(yè)的技術(shù)和品牌差距日益拉近，國內(nèi)陶瓷膜行業(yè)得到了快速發(fā)展。2014年，我國陶瓷膜設(shè)備的年安裝面積已達(dá)約5.3萬平方米13。但陶瓷膜技術(shù)在我國的發(fā)展歷程相對較短，技術(shù)成熟度和認(rèn)識程度尚有待進(jìn)一步提升，以陶瓷膜為核心的膜分離技術(shù)工藝在國內(nèi)的應(yīng)用普及率仍總體較低，未來可拓展空間廣闊。

　　二、我國陶瓷膜主要應(yīng)用領(lǐng)域市場分析

　　現(xiàn)階段，以陶瓷膜為核心的膜分離技術(shù)在我國的應(yīng)用主要體現(xiàn)為對傳統(tǒng)過濾分離技術(shù)的替代以及對過濾分離相關(guān)生產(chǎn)工藝的升級改造。過濾分離工藝是工業(yè)生產(chǎn)過程中的重要工藝環(huán)節(jié)，在大部分工業(yè)行業(yè)中均有涉及。以陶瓷膜為核心的膜分離技術(shù)目前在我國主要應(yīng)用于過程分離與特種水處理兩大領(lǐng)域。

　　(1)過程分離領(lǐng)域

　　過程工業(yè)指通過物質(zhì)的化學(xué)、物理或生物轉(zhuǎn)化進(jìn)行的連續(xù)生產(chǎn)過程，其原料和產(chǎn)品多為均一相(固體、液體或氣體)的物料，而非由零部件組裝成的物品，主要包括化工、石化、冶金、生物與醫(yī)藥、食品飲料、造紙等工業(yè)行業(yè)。

　　過程分離是指過程工業(yè)生產(chǎn)中通常會涉及的物料分離、濃縮、提純、凈化除雜等工藝環(huán)節(jié)。陶瓷膜分離效率與分離精度高、耐高溫、耐有機溶劑、耐腐蝕等特點，使其能夠在過程分離工藝中得到廣泛應(yīng)用。

　　目前，以陶瓷膜為核心的膜分離技術(shù)在過程分離領(lǐng)域中較為成熟的應(yīng)用行業(yè)主要包括生物與醫(yī)藥、化工、食品飲料等行業(yè)，其中生物與醫(yī)藥、化工行業(yè)的應(yīng)用規(guī)模相對較大。

　?、偕锱c醫(yī)藥

　　生物與醫(yī)藥行業(yè)是指通過生物工程或發(fā)酵工程生產(chǎn)、提取藥品、食品或化工產(chǎn)品的一系列行業(yè)，主要包括發(fā)酵工業(yè)、生物制藥、天然產(chǎn)物提取等相關(guān)行業(yè)。

　　發(fā)酵液陶瓷膜分離工藝

　　因陶瓷膜耐腐蝕、耐高溫、分離精度高等特性，以陶瓷膜為核心的膜分離技術(shù)已成為生物與醫(yī)藥行業(yè)優(yōu)先選擇的高效分離技術(shù)，可廣泛應(yīng)用于氨基酸(如谷氨酸、賴氨酸等)、抗生素(如青霉素、紅霉素等)、有機酸(如檸檬酸、乳酸等)等的處理。

　　我國是氨基酸原料的生產(chǎn)大國之一，根據(jù)中科院微生物研究所的統(tǒng)計，2013年，全球氨基酸總產(chǎn)量650萬噸，中國超過400萬噸，占比超過60%。根據(jù)中國膜工業(yè)協(xié)會的統(tǒng)計，2010-2012年，國內(nèi)氨基酸行業(yè)合計安裝了約2萬平方米的以陶瓷膜為核心的膜分離設(shè)備，行業(yè)普及率超過60%;預(yù)計2013-2015年氨基酸行業(yè)新增產(chǎn)能和傳統(tǒng)工藝改造可形成約3萬平方米的陶瓷膜材料需求。

　　在生物制藥行業(yè)，工信部已將“無機陶瓷組合膜分離技術(shù)”作為清潔生產(chǎn)工藝技術(shù)在發(fā)酵類抗生素、維生素制藥行業(yè)進(jìn)行重點推廣，截至2013年底，該工藝技術(shù)目前在國內(nèi)發(fā)酵類制藥行業(yè)的普及率約為20%，預(yù)計到2015年技術(shù)普及率可達(dá)50%15。根據(jù)中國膜工業(yè)協(xié)會的統(tǒng)計，2014年，在生物醫(yī)藥領(lǐng)域新安裝與更換的陶瓷膜約為2.6萬平方米，約占全年陶瓷膜安裝總量的49.1%。

　　此外，功能糖、有機酸等發(fā)酵產(chǎn)品及中藥等天然產(chǎn)物提取行業(yè)也正在逐步推廣以陶瓷膜為核心的膜分離技術(shù)工藝，預(yù)計2013-2015年也將產(chǎn)生約3-5萬平方米的陶瓷膜市場空間。作為我國醫(yī)藥行業(yè)的重要組成，中藥產(chǎn)業(yè)的發(fā)展歷來受到國家高度重視。國家中醫(yī)藥管理局《中醫(yī)藥事業(yè)發(fā)展“十二五”規(guī)劃》指出，“十二五”期間我國中藥產(chǎn)業(yè)預(yù)期將保持年均12%以上的增速，到2015年我國中藥工業(yè)總產(chǎn)值目標(biāo)將達(dá)到5,590億元17。根據(jù)國家統(tǒng)計局的統(tǒng)計，2014年我國中藥產(chǎn)業(yè)總產(chǎn)值已經(jīng)突破7,000億元，提前完成“十二五”規(guī)劃任務(wù)。隨著我國中藥產(chǎn)業(yè)的飛速發(fā)展，陶瓷膜材料在中藥產(chǎn)業(yè)的應(yīng)用前景廣闊。

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　　化工生產(chǎn)過程中存在大量的液體分離工藝，而這些過程中普遍存在料液體系性質(zhì)苛刻、呈強腐蝕性或強酸堿性、需在高溫或高壓下進(jìn)行分離等情況，使得其他過濾分離技術(shù)難以在該領(lǐng)域完全適用。

　　以陶瓷膜為核心的膜分離技術(shù)在化工行業(yè)的鹽化工、石油化工、煤化工、精細(xì)化工、新材料等領(lǐng)域，也已有眾多成功應(yīng)用案例。其中，鹽化工和石油化工對陶瓷膜材料的應(yīng)用已相對較為成熟。

　　陶瓷膜材料在化工行業(yè)的典型應(yīng)用工藝包括氯堿化工(屬于鹽化工領(lǐng)域范疇)的鹽水精制工藝等。

　　氯堿化工通過電解飽和鹽水制取氯氣和燒堿，并以此為原料生產(chǎn)一系列化工產(chǎn)品，是重要的國民經(jīng)濟基礎(chǔ)性產(chǎn)業(yè)。2014年，我國燒堿產(chǎn)量達(dá)3,180.20萬噸18，位居世界T.O.P1。

　　根據(jù)中國膜工業(yè)協(xié)會的統(tǒng)計，2014年化工與石化領(lǐng)域安裝陶瓷膜面積與2013年1.14萬平方米基本持平，約占全年陶瓷膜安裝總量的21.5%。未來還有很多基于陶瓷膜技術(shù)的應(yīng)用等待開拓，陶瓷膜在化工與石化領(lǐng)域的發(fā)展空間依然十分廣闊。

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　　食品飲料行業(yè)也是陶瓷膜的優(yōu)勢應(yīng)用領(lǐng)域，以陶瓷膜為核心的膜分離技術(shù)正逐步在食品飲料行業(yè)中的乳制品、果蔬汁飲料、釀酒、調(diào)味料等生產(chǎn)環(huán)節(jié)替代傳統(tǒng)過濾分離技術(shù)。

　　雖然目前陶瓷膜過濾工藝在食品飲料領(lǐng)域的應(yīng)用普及率尚較低。未來隨著食品飲料行業(yè)生產(chǎn)工藝技術(shù)的升級改造以及消費者對營養(yǎng)價值等產(chǎn)品品質(zhì)要求的日益提高，以陶瓷膜為核心的膜分離技術(shù)在食品飲料行業(yè)還將不斷替代傳統(tǒng)過濾分離加工工藝，得到更廣泛的應(yīng)用。根據(jù)中國膜工業(yè)協(xié)會的統(tǒng)計，陶瓷膜今年來在食品與飲料行業(yè)發(fā)展勢頭良好，2014年安裝陶瓷膜面積約為0.75萬平方米，同比增幅超過15%，約占全年陶瓷膜安裝總量的14.2%。

　　(2)特種水處理領(lǐng)域

　　水處理是指通過一系列水處理設(shè)備將被污染的工業(yè)廢水或自然水源進(jìn)行凈化處理，以達(dá)到國家規(guī)定的排放、回用或飲用水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)。水處理涉及的應(yīng)用范圍十分廣泛，通常包括污水處理和飲用水處理兩大類，其中污水處理主要包括對工業(yè)廢水、市政污水的處理、油田回注水等采掘業(yè)水的處理等。

　?、俟I(yè)廢水處理及回用

　　我國工業(yè)廢水的排放量在近年來始終保持高位，僅2014年我國工業(yè)廢水排放量就達(dá)到205.3億噸，其中，造紙、化學(xué)原料及制品、紡織印染是工業(yè)廢水排放的主要行業(yè)，2014年廢水排放量分別達(dá)27.6億噸、26.4億噸和19.6億噸，占比分別達(dá)13.44%、12.86%和9.55%。

　　工業(yè)廢水排放量大、污染重，我國一直將工業(yè)廢水處理作為水污染治理工作的重點。2013年，我國廢水治理設(shè)施運行費用1,022.2億元，其中工業(yè)廢水治理設(shè)施費用628.7億元，占廢水治理設(shè)施運行費用的61.5%。

　　根據(jù)中國膜工業(yè)協(xié)會的統(tǒng)計，2014年，國內(nèi)用于工業(yè)廢水處理及回用的陶瓷膜安裝面積約為0.73萬平方米，約占全年陶瓷膜安裝面積的13.8%;預(yù)計該領(lǐng)域至少還將產(chǎn)生超過20萬平方米的陶瓷膜市場空間。

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　　根據(jù)國家環(huán)保部環(huán)境規(guī)劃院、國家信息中心的分析預(yù)測，“十二五”和“十三五”期間我國廢水治理投入合計將分別達(dá)到10,583億元和13,992億元，污水處理市場發(fā)展空間巨大。與工業(yè)廢水相比較，近年來，生活污水的排放量增長較快，隨著城鎮(zhèn)化的深入，未來仍將保持較高增速。

　　根據(jù)國家統(tǒng)計局的數(shù)據(jù)顯示，2000年至2014年，我國城市化率從36.22%上升至54.77%;我國人均用水量從2000年的435.40立方米/年增長到2014年的456立方米/年;與此同時，表征我國城鎮(zhèn)污水排放量的生活污水排放量也由2004年的261.3億噸/年上升到2014年的510.3億噸/年，2014年末城市污水處理廠日處理能力達(dá)到12,896萬立方米，比上年末增長3.5%，城市污水處理率達(dá)到90.2%。巨大的污水排放增長有力地推動了市政污水處理廠的新建和擴建，城鎮(zhèn)污水處理在“十二五”期間仍處于建設(shè)投資高峰期。

　　“十二五”期間將新增升級改造污水處理規(guī)模2,611萬立方米/日，新建污水再生利用設(shè)施規(guī)模2,675萬立方米/日，至2015年末全國再生水規(guī)模將達(dá)到3,885萬立方米/日，比“十一五”末增長221%。“十二五”期間升級改造城鎮(zhèn)污水處理廠計劃投資137億元，再生水利用設(shè)施建設(shè)投資規(guī)模將達(dá)到304億元。

　　目前應(yīng)用于我國市政污水處理及回用領(lǐng)域的膜法水資源化應(yīng)用工藝主要是以超濾、微濾膜為核心的連續(xù)膜過濾(CMF)及膜生物反應(yīng)器(MBR)。

　　以陶瓷膜為核心的膜分離工藝在油田采出水處理方面具有明顯的優(yōu)勢。鑒于陶瓷膜工藝在油田回注水處理中所具有的優(yōu)勢，其在油田回注水處理領(lǐng)域?qū)⒕哂袕V闊市場空間。

　　(3)其他應(yīng)用領(lǐng)域

　　除應(yīng)用已逐步成熟的過程分離與特種水處理領(lǐng)域外，以陶瓷膜為核心的膜分離技術(shù)也在多個應(yīng)用領(lǐng)域內(nèi)得到創(chuàng)新應(yīng)用，未來有望發(fā)展成為陶瓷膜應(yīng)用的重要范圍，主要包括家用水處理和氣固分離等領(lǐng)域。