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陶瓷膜过滤技术的发展历程

膜分离是利用多孔膜材料在一定动力作用下，对所需处理料液中的大分子物质以及固体悬浮物进行筛分和截留，过滤膜片材料通常有聚烯烃、聚酯、聚丙烯和无机陶瓷等。其中，无机陶瓷膜以跨膜压力为过滤动力，具有耐高温、耐腐蚀性、机械强度高等诸多优点。

在膜分离技术应用的初期，大部分常规陶瓷膜设备采用的是死端过滤的方式，料液以垂直于膜的流向透过膜，所有的截留物质将在膜表面不断地累积，导致大量滤饼形成，极易发生膜表面污堵，导致膜通量和分离效率降低，不得不频繁进行反冲洗，这也是陶瓷膜分离技术在应用初期受阻的深层次原因之一。

为了缓解陶瓷膜死端过滤易形成滤饼污堵的问题，使其可以持续高效工作，研究者不断改进膜过滤方式，提出了错流过滤（Crossflow Filtration）。相比于死端过滤，错流过滤是料液平行于膜面流动或者以旋流的形式在膜表面流动，产生的剪切力把膜表面滞留的颗粒带走，从而使污染层保持在一个较薄的水平，但错流过滤只能通过提高流体速度或减小过滤通道厚度来提高剪切速率，两种方法不仅会增加注料泵的能耗，而且会产生巨大压降，平均跨膜压力变低，导致基础膜通量下滑。

后来，人们在错流过滤的基础上提出了动态错流过滤（Dynamic Crossflow Filtration），通过膜的振动或者旋转增强剪切力及湍流来有效限制滤饼生长，实现薄层甚至无饼层过滤。由于动态错流过滤较为优秀的抗污堵能力，目前已经成为一种备受关注的膜过滤方式，具体包括振动膜动态错流过滤、动态旋转叶片组合静止膜片错流过滤和动态旋转膜片错流过滤。

其中，动态旋转膜片错流过滤器是近几年兴起的新技术。其最大的结构特点是，在陶瓷膜盘片内部设法加工出流道取代了实心结构的膜片，同时将旋转主轴设计成中空结构，从而形成“盘片表面→盘片内部流道→旋转主轴”的滤液流动通道。因其显而易见的抗污堵能力和高通量特点，目前已被尝试应用于多种场合。

兀盾碟式陶瓷膜

兀盾膜科技的碟式陶瓷膜片

据实力雄厚的动态错流技术企业江西兀盾膜科技有限公司介绍，全球拥有动态错流技术的企业不到10家，而具备大型工程项目经验的企业全球更是屈指可数。

兀盾采用自主生产的碟式陶瓷膜作为动态错流系统的核心部件，平衡了机械强度、化学稳定性和最小流体限力的要求。高精度的平面标准确保了低振动和在旋转系统中使用的长寿命。

兀盾碟式陶瓷膜片外侧为膜层，中间为龙骨层，龙骨层设有更助于流体运动的特殊通道。盘片成膜工艺采用了第三代涂膜法，膜层均匀细致，极低的表面粗糙度可最大限度地避免污染物堆积。基于特殊整体工艺，盘片能承受更高的负荷。

兀盾碟式陶瓷膜片规格参数

在过滤过程中，碟式陶瓷膜片随电机带动的高精轴一起旋转，在膜表面产生高的流体速度进而产生强剪切作用，形成动态错流过滤。一方面使料液同质化而缓解浓差极化现象，另一方面产生的剪切应力可以去除膜表面的污染层和抑制膜表面污染层的增长，延缓膜通量的衰减速率。

兀盾的核心技术创新与应用优势

兀盾膜科技在动态错流过滤系统的三大技术创新点包括：

（1）膜-离心融合技术：采用特种陶瓷纳米膜片，大幅提升过滤精度和膜片强度；

（2）湍流促进技术：有效控制滤饼层、高效清除膜面污堵；

（3）驱动力重塑技术：无需内循环泵，错流流速高达7m/s-14m/s。

通过兀盾膜科技的自主创新技术，能够显著：

（1）提高产品附加值：产品回温小、剪切力可调、压力小，精度更可控。在某些行业可以直接提升产品的附加值，具有明显的竞争优势。

（2）提高产品回收率：没有堵塞，可耐受高浓物料，滤后浓缩物浓度更高，最高可达80%；最终固含根据行业不同通常在40%-69%之间。

（3）提高生产效率：相对错流流速的提高(由2~4m/s提到7-14m/s)；特殊的湍流促进技术以及离心力的产生让滤饼层最小化，减少膜面污染，配合反工艺可减少化学清洗的频次，极大提高了工作效率。

（4）节电、节水、节药剂：极低的系统能耗：约0.5Kw/m²（过滤面积）；压力和错流速度不耦合，可独立控制；极低的TMP (0.5bar)；清洗过程更容易，清洗水和药剂用量可降低至少50%。

兀盾碟式旋转膜设备

作为专注于浓粘物料过滤、物料高倍数高精度浓缩、废水减量等高难度工业分离场景的技术型企业，兀盾膜科技通过创新技术与可靠硬件的协同创新和深度结合，持续深耕膜分离应用领域，在高纯粉体清洗、合成生物学、植物萃取、食品及大健康、化工、环保等领域提供从核心膜材料、成套装备到整体解决方案的一体化服务，致力于提升工业过滤效率与资源利用率，推动绿色制造转型升级。

参考来源：

重庆兀盾纳米科技有限公司公众号、中国粉体网

（中国粉体网编辑整理/平安）

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