膜分離技術(shù)是現(xiàn)今社會(huì)應(yīng)用比較廣泛且成熟的一種高效率、節(jié)約能源的最新分離技術(shù)。而膜分離現(xiàn)象從古至今一直存在，只不過古時(shí)人們尚未注意，導(dǎo)致其沒有得到重視及利用。在 1930 年前后，德國某些公司因特殊原因首次投入大量資金進(jìn)行制造微濾膜，用來過濾溶液中的細(xì)微顆粒及微生物[37-39]。從 1940 年之后，無機(jī)陶瓷膜的研究發(fā)展時(shí)期主要分為 3 個(gè)階段：一是核工業(yè)時(shí)期，為了從含鈾原材料中過濾且分離出鈾的同位素；二是液體分離時(shí)期，主要以無機(jī)微濾膜及超濾膜進(jìn)行過濾，1980 年前后建成當(dāng)時(shí)世界最大陶瓷膜膜面積的256UF6 工廠；三是全面發(fā)展時(shí)期，主要把膜催化反應(yīng)作為核心技術(shù)。上述三個(gè)時(shí)期為現(xiàn)在乃至以后使用無機(jī)陶瓷膜用于分離過濾技術(shù)提供了豐富的經(jīng)驗(yàn)，同時(shí)奠定了陶瓷膜分離技術(shù)的初步產(chǎn)業(yè)化基礎(chǔ)。法國于 1980 年之后開始在飲料業(yè)（如啤酒、葡萄酒及果酒等）及奶業(yè)等領(lǐng)域大幅度使用以陶瓷膜分離為主的過濾技術(shù)，這進(jìn)一步奠定了陶瓷膜分離技術(shù)擴(kuò)寬應(yīng)用的基礎(chǔ)，隨后陶瓷膜的使用范圍進(jìn)一步擴(kuò)大，在生物工程領(lǐng)域、環(huán)境工程領(lǐng)域、冶金工業(yè)領(lǐng)域、食品工業(yè)領(lǐng)域、化學(xué)工程領(lǐng)域及石油化工領(lǐng)域等均慢慢開始使用在惡劣條件下能夠穩(wěn)定工作的陶瓷膜作為主要膜分離技術(shù)核心[40]。目前，無機(jī)陶瓷膜分離技術(shù)在氯堿行業(yè)使用率較其他膜等低，不僅僅是由于其應(yīng)用推廣較晚，而且還因?yàn)槠涑杀鞠鄬?duì)其他膜較貴。據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，美國在 1997年全年的過濾膜營業(yè)額約為 11.1 億美元，其中無機(jī)膜占整個(gè)銷售市場(chǎng)的 10%左右，而無機(jī)膜中無機(jī)陶瓷膜占比約為 80%左右。隨著膜市場(chǎng)的進(jìn)一步發(fā)展，本世紀(jì)初期，據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，全球無機(jī)陶瓷膜銷售額約 12 億美元，約占整個(gè)陶瓷膜市場(chǎng)營業(yè)額的 12%。陶瓷膜市場(chǎng)的營業(yè)額因其過濾技術(shù)的提升與擴(kuò)大利用而逐年上升，每年使用上升率約 30%。我國無機(jī)陶瓷膜發(fā)展比世界各國相對(duì)較晚，最早研究從上世紀(jì)八十年代末期才開始，當(dāng)時(shí)在國內(nèi)各個(gè)部門及國家自然科學(xué)基金鼎力支持下，其中以南工大為首的陶瓷膜研究團(tuán)隊(duì)可以在理想的實(shí)驗(yàn)室環(huán)境中獲得無機(jī)微濾膜及超濾膜，且微孔膜及反應(yīng)用膜也加緊研究開發(fā)中，國家的這一舉措不僅打破了國外對(duì)我國膜市場(chǎng)的壟斷，還通過自主研發(fā)提高我國陶瓷膜過濾技術(shù)的能力。于上世紀(jì)九十年代，現(xiàn)國家科學(xué)技術(shù)部（即原國家科技委員會(huì)）牽頭與國內(nèi)各大企業(yè)、研究所及高校等相關(guān)的研發(fā)團(tuán)隊(duì)合作，以擴(kuò)大陶瓷微濾膜的工業(yè)化應(yīng)用為目標(biāo)，對(duì)無機(jī)陶瓷膜的工業(yè)化技術(shù)進(jìn)行重點(diǎn)突破研究。同時(shí)，以無機(jī)分離催化膜技術(shù)為核心的項(xiàng)目被納為國家重點(diǎn)科學(xué)項(xiàng)目，即“863”計(jì)劃。到本世紀(jì)初期，我國在多通道陶瓷膜的工業(yè)化生產(chǎn)上已經(jīng)初具規(guī)模，且成功的在相關(guān)行業(yè)得到工程化應(yīng)用。第 7 屆世界無機(jī)膜大會(huì)于2002 年在我國成功召開，成為了我國在無機(jī)陶瓷膜過濾技術(shù)的工業(yè)化應(yīng)用歸入國際領(lǐng)先水平的標(biāo)志。

在我國相關(guān)部門的大力支持之下，我國無機(jī)陶瓷膜過濾技術(shù)已經(jīng)邁入國際領(lǐng)先水平，國內(nèi)相關(guān)行業(yè)也從無到有，企業(yè)產(chǎn)值從開始時(shí)的百萬元到上億的規(guī)模。據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，在 2010-2012 年期間，我國相關(guān)企業(yè)的成套設(shè)備中，無機(jī)陶瓷膜使用面積可達(dá) 120000 m2 左右。其中，單 2012 年一整年，國內(nèi)無機(jī)陶瓷膜市場(chǎng)銷售總額超過 56 億元，占我國生產(chǎn)企業(yè)總市場(chǎng)銷售額約十分之七，同時(shí)在化工領(lǐng)域、食品飲料領(lǐng)域、生物發(fā)酵領(lǐng)域及水處理領(lǐng)域已經(jīng)初具規(guī)模。我國自改革開放后，加速引進(jìn)國外先進(jìn)的膜過濾技術(shù)，同時(shí)也著手在氯堿行業(yè)的鹽水精制過程中進(jìn)行投入使用。近些年，氯堿行業(yè)精制鹽水工藝的應(yīng)用主要分為三個(gè)時(shí)期：一是上世紀(jì)九十年代時(shí)期，以“道爾澄清桶+砂濾+預(yù)涂過濾”技術(shù)進(jìn)行鹽水精制；二是上世紀(jì)九十年代末期，以“浮上澄清+有機(jī)聚合物膜”技術(shù)取代之前的技術(shù)，該技術(shù)獲得的精制鹽水質(zhì)量更高；三是本世紀(jì)初期，以陶瓷膜過濾技術(shù)及 CN（西恩）過濾技術(shù)進(jìn)行推廣使用[41-42]。由于我國領(lǐng)土面積十分巨大，為了方便獲取原材料，各大氯堿企業(yè)分布根據(jù)原鹽所處位置不同具有差異性。因此各地氯堿企業(yè)在膜過濾技術(shù)的應(yīng)用上不完全相同，是由于各地原鹽質(zhì)量不同且相對(duì)較差。原鹽質(zhì)量波動(dòng)十分巨大，且其所含的鈣鎂離子、有機(jī)物、水不溶物等相對(duì)較高，同時(shí)在燒堿生產(chǎn)時(shí)配套設(shè)備相對(duì)不夠先進(jìn)導(dǎo)致控制力度低，操作不太穩(wěn)定。因此，國外膜過濾技術(shù)必須結(jié)合我國國內(nèi)各地實(shí)際情況進(jìn)行優(yōu)化改進(jìn)，否則無法良好使用。前文提到的我國在鹽水精制工藝過程中增設(shè)預(yù)處理器對(duì)鹽水精制工藝進(jìn)行優(yōu)化改進(jìn)，使得膜過濾技術(shù)在我國氯堿行業(yè)成功應(yīng)用。成功應(yīng)用的案例如下：河北盛華化工公司為適應(yīng)市場(chǎng)的發(fā)展需求及國家政策。2007 年 9 月加大安全投入項(xiàng)目，淘汰能耗高、高污染的隔膜金屬陽極電解裝置，新上 6 萬 t/a 離子膜電解裝置以提升企業(yè)生產(chǎn)裝置的產(chǎn)能規(guī)模及安全性能。經(jīng)過多方考察調(diào)研，引進(jìn)了目前國內(nèi)外新興的陶瓷膜法一次鹽水精制技術(shù)。該技術(shù)解決了有機(jī)聚合物膜對(duì)有機(jī)物、氫氧化鎂絮狀沉淀的敏感問題，省去了龐大的預(yù)處理器，工藝步驟大大簡化，節(jié)約土地資源，設(shè)備操作簡單，減少了三氯化鐵等腐蝕性化學(xué)藥劑使用，減少了系統(tǒng)設(shè)備和管道的腐蝕危害[43]。山東大地鹽化集團(tuán)有限公司氯堿廠，在 15 萬 t/a 離子膜燒堿擴(kuò)建中，生產(chǎn)采用膜極距電解槽工藝。該工藝對(duì)于鹽水中的鈣、鎂等金屬離子要求更為嚴(yán)格。該鹽水工序使用陶瓷膜技術(shù)處理一次鹽水，首套陶瓷膜過濾器于 2011 年 9 月投入使用，一次鹽水的質(zhì)量穩(wěn)定，各項(xiàng)離子均達(dá)標(biāo)。于 2012 年 11 月再次擴(kuò)建 30 萬 t/a 離子膜燒堿配套陶瓷膜過濾器并且試運(yùn)行，至今設(shè)備正常運(yùn)行[44]。四川攀枝花鋼企欣宇化工有限公司于 2018 年 10 月，對(duì)陶瓷膜在鹽水精制技術(shù)的應(yīng)用進(jìn)行改造。在對(duì)鹽水工序的技術(shù)改造過程中，不僅對(duì)陶瓷膜過濾裝置的安裝，而且利用技術(shù)改造時(shí)機(jī)，對(duì)取消預(yù)處理器、精制反應(yīng)過程和穩(wěn)定陶瓷膜運(yùn)行方面進(jìn)行了優(yōu)化探索，同步進(jìn)行了鹽水工序的自動(dòng)化改造。通過技術(shù)改造，發(fā)揮了陶

瓷膜高精密過濾的優(yōu)勢(shì)，實(shí)現(xiàn)了一次精制鹽水指標(biāo) Ca2++Mg2+≤1mg/L、SS(懸浮物)≤1mg/L 的目標(biāo)，為延長樹脂塔的再生周期和電解槽平穩(wěn)運(yùn)行提供了有力保障[45]。四川攀枝花鋼企欣宇化工有限公司從 2018 年年底進(jìn)行技術(shù)改進(jìn)，采用陶瓷膜工藝生產(chǎn)一次鹽水，經(jīng)過幾個(gè)月的運(yùn)行摸索，從過堿量的控制、化鹽溫度、鹽水pH、反應(yīng)時(shí)間、攪拌混合及化鹽流量，這 6 個(gè)方面對(duì)陶瓷膜鹽水精制工藝進(jìn)行了優(yōu)化改造。經(jīng)過以上優(yōu)化改造，欣宇公司的一次鹽水質(zhì)量合格率 100%，且殘鈣質(zhì)量濃度基本保持在 0.5mg/L 以內(nèi)，設(shè)備運(yùn)行狀況良好，為鹽水二次精制和電解槽經(jīng)濟(jì)穩(wěn)定運(yùn)行奠定了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。