近年來，隨著國家對環境治理的效果要求越來越高，行業內相關標準趨嚴，環境治理手段及技術逐步升級。其中，膜法水處理技術由于其出水水質穩定、占地面積小、操作便捷、操作成本逐漸降低的特點，在行業中得到了廣泛的應用。中國膜行業經過50余年的發展，逐漸走向成熟。在多年的探索實踐中，膜技術也在不斷修補新問題，解決新挑戰，實現突破和創新。

12月9日，頗爾中國--E20新產品線上發布會如期召開。清華大學環境學院副研究員孫文俊作為直播討論的主持人，與頗爾中國工程中心技術總監趙剛，E20環境平臺總經理、E20研究院執行院長、湖南大學兼職教授薛濤，共同討論了“新一代陶瓷膜技術”在水處理領域的前瞻性突破。

直播間人氣火爆，觀看人數已近9000人次，評論區更是討論激烈。此次直播引發行業熱烈的反響。

陶瓷膜技術廣泛應用于工業分離領域，但是在水處理領域，尤其是在市政水處理領域還是一個新興的技術，但最近一兩年在行業內受到越來越多的關注。

本次直播重點討論了目前工業中水回用、農村供水的市場政策趨勢，當前膜技術在水處理應用中的機遇和挑戰，以及頗爾陶瓷膜技術的創新點、應用場景、可解決的痛點問題。

環境標準升級下，無機陶瓷膜技術迎來春天

膜技術在行業內經過多年的發展，在水處理中有著較好的表現。但仍存在一些問題有待解決，其中較為明顯的是膜污染和膜壽命問題。環境標準升級下，無機陶瓷膜技術迎來了發展的春天。

薛濤表示，陶瓷膜屬于無機膜技術，大部分人對有機膜比較熟悉，無機膜技術雖然歷史發展比較悠久，但是最初都是以物料分離領域應用為主。隨著環保要求的提高和國家對供水安全的重視，無機膜受到了越來越多的關注。他分析了當前工業和市政水處理政策和市場趨勢。

在市政飲用水領域，無機膜有著非常良好的應用前景。目前飲用水的安全形勢仍十分嚴峻，水源短缺、水污染和突發污染導致的水質風險等問題日益嚴重，人們越來越關注飲用水的安全與品質。我國各項飲用水水質指標日趨嚴格，生活飲用水衛生標準頒布了7次(含重大修訂)，從16項指標增加到35項，繼而增加至106項，傳統飲用水處理工藝無法滿足時代要求和需求。

在工業污水領域，隨著工業化進程的加快和產業升級，部分城市工業水資源的緊缺和工業污水排放污染環境的問題日益凸顯。今年年初《關于推進污水資源化利用的指導意見》的出臺，要求推動工業廢水的資源化利用，對工業廢水的排放標準和處理技術有了更為嚴格的要求。這迎來了膜應用市場在工業廢水領域的再次釋放，但是由于工業廢水的特殊性，對于高濃度有機廢水、分鹽等治理需求凸顯，對于工業廢水的處理技術，特別是膜的選擇都提出了更高的要求。

"3060"戰略下新能源快速發展，光伏等行業的發展帶來治理廢水需求的快速釋放，同時帶動了研磨、切割等廢水治理需求的釋放。光伏廢水主要來源于硅棒在切斷、磨削、切片以及硅片在研磨、腐蝕、拋光等過程產生的助劑廢液和清洗廢水。光伏廢水主要含有氟離子、COD以及酸堿、顆粒物等污染物，其污染物濃度變化較大，酸堿性極強，可生化性較差，固體顆粒物尺寸小于10μm，不易通過傳統的沉降方式去除，廢水處理難度較大。

在村鎮飲用水領域，農村供水問題關系到廣大農民群眾最基本的生活狀況和農村產業發展的空間，是鄉村振興非常重要的前提條件。每年的中央一號文件都會對農村飲水和城鄉供水一體化做出重點要求和相關工作部署。經過“十三五”的共同努力，我國已經建成了比較完備的農村供水工程體系，共提升了2.7億農村人口供水保障水平，其中解決了1710萬貧困人口的飲水安全問題，1095萬人飲用高氟水和苦咸水的問題?，F在農村自來水普及率達到了83%，整個農村供水保障水平得到了顯著提升。

但是，按照鄉村振興戰略的總體部署要求，農村飲水安全方面還存在短板和不足，主要表現在：

① 水源還不穩定，很多山區的農村供水工程用的是山泉水，山泉水不是很穩定，天旱的時候有時供不上水。

② 農村供水中，大多數工程是中小型工程和分散供水工程。這些小型供水工程多數位于山區、牧區和偏遠地區，供水人口少，工程質量不理想，標準也相對較低;特別是還有10%的工程是在2005年以前建的，這些老舊工程亟待改造。

③ 一些鄉村工程還面臨管護薄弱的問題。農村供水工程，三分靠建設七分靠管理，農村供水“后天管養不夠”比“先天建設不足”更加突出，如果不解決好“管養”問題，建設再多也沒有用。特別是量大面廣、很分散的農村居民供水，面臨嚴峻的考驗。

為此，今年水利部制定了《“十四五”農村供水保障規劃》，將“固底板”、“補齊短板”、“豎長板”、“強管理”作為重點工作，更加重視運營管理和服務水平，并且要穩步推進農村飲水安全向農村供水保障轉變，延展了邊界。力求通過“十四五”的努力，把農村供水的自來水普及率再進一步提升，由現在的83%提升到88%，將飲水的標準、供水的標準也進一步提高，滿足鄉村振興的需要。

薛濤表示，針對地處偏遠山區、村莊零星分布、人口稀少，無法實現規模化發展的分散式供水工程，如何迅速補短板?怎樣因地制宜進行改造提升?如何使工程發揮良好的運行功能?怎樣更好地保障農村供水安全?這些問題都值得業內深入探討。

無機膜的技術創新之路——Pall在陶瓷膜領域的探索

隨著環境要求的提高，政策法規趨嚴，人們的生活標準不斷提升，以及一些快速發展的行業的廢水處理需求逐漸增大，水處理領域出現了一些亟待解決的新問題。對于這些問題，傳統的技術和解決方案逐漸暴露出各種問題和不足，比如占地面積大，運行能耗高，處理效果無法達到預期的目的。于是在這樣的背景下，環保企業開始致力于研究新的技術來解決這些問題。

趙剛指出，近幾年，膜產品尤其是有機膜產品，由于其投資相對較小，運行操作簡單以及性能穩定的特點，得到了迅速的推廣。但隨著應用的進一步推廣，在一些高難度領域，有機膜也遇到了新的挑戰。其中較為明顯的是斷絲、膜污染和膜壽命問題。由于污水通常水質較為復雜，污染物濃度較高，長時間運行后膜截留的污染物易對膜本身造成污染，并且容易堵塞膜孔，造成膜處理效率降低、效果變差，需不定時停機清洗，影響水處理系統的穩定運行。

另外，清洗污染所需藥劑進一步提高運行成本，且產生清洗廢水造成二次污染問題。由于現有水處理膜多數為有機材料制備而成，其壽命相對較短，反復清洗后易造成膜壽命衰減，從而進一步提高系統換膜成本，同時更換的舊膜易處理處置較難，易對環境造成二次污染。而傳統的管式陶瓷膜雖然耐污染性較高，壽命較長，但由于其膜面積較低，填充密度低，投資和運行成本高，也不適合在水處理中大規模推廣應用。

針對以上痛點，頗爾集團也在思考解決方法。趙剛介紹，傳統的小直徑陶瓷膜在物料過濾分離領域應用較為廣泛，比如油水分離、食品飲料行業的發酵液分離、制藥等領域，但由于其單支膜面積小，填充密度低，造成其初次投資成本高，運行能耗高，比較適用于一些高經濟價值的物料。應用于水處理領域時，盡管其處理效果很優異，但由于其高成本和高能耗所以就不是很經濟。這就需要，陶瓷膜技術必須有所突破，使其更適用于水處理領域。

頗爾集團于是將目光聚焦到陶瓷膜這一新的材料上來，選擇了蜂窩狀結構的大尺寸陶瓷膜。目前有兩大系列產品：一個是工業系列產品，一個是飲用水系列產品。有效面積分為12.16㎡ 和24.63㎡，外殼材質有玻璃鋼和UPVC類型。

Pall在陶瓷膜領域具有悠久的歷史和豐富的產品線。趙剛介紹了頗爾集團CUFSepTM 陶瓷超濾產品的發展歷史，并且現場展示了德國、法國和中國北京三大制造應用基地的陶瓷膜樣品。

趙剛介紹，Pall在陶瓷膜領域已有100多年的歷史，目前在全球已經形成了三個陶瓷膜品牌的制造應用基地。第一個是 Schumasiv?產品系列，在德國的舒馬赫，主要應用于油水分離領域;第二個是Membralox?產品系列，位于法國巴澤，主要應用于制藥食品飲料行業;第三個是CUFSep?產品系列，位于中國北京，是水處理領域的大直徑陶瓷膜。

趙剛介紹，大尺寸陶瓷膜可以從不同的維度解決上述提到的這些痛點問題。

材料特性上，無機陶瓷膜機械強度高，無斷絲風險，耐磨性和抗沖擊性好，長期運行產水水質穩定;化學穩定性好，耐酸堿，耐強氧化劑，耐高溫，耐有機溶劑，耐清洗且洗后通量易恢復;親水性高，單只組件產水量大，有效減低投資和運行成本;過濾精度高(50nm)，可有效去除水中顆粒物、膠體、微生物、微量有機物等污染物質;壽命長，全生命周期內綜合投資成本低。

運行維護上，無機陶瓷膜抗污染性能好，耐進水波動，長期運行通量穩定清洗頻率低;大直徑蜂窩狀一體式設計，水力分布均勻，運行效率高;2.5mm寬流道設計，提高了納污能力和反洗效果;支撐層孔隙率高，濾后和反洗通量高，提高了過濾和反洗效率。

工藝應用上，系統預處理要求低，降低了系統總投資和運行成本;垂直安裝簡易，標準化和模塊化設計，簡化降低系統管路投資成本;飲用水系列產品具備飲用水衛生安全產品衛生許可批件，安全可靠。

趙剛總結，從以上幾個維度來看，大尺寸蜂窩狀結構的陶瓷膜產品逐漸運用到越來越多的水處理領域中，是一款能看到未來且效果非常好的產品和技術。

無機陶瓷膜在行業內的實際應用

有機膜技術被稱為“21世紀最重要、最被行業看好的水處理技術之一”，但是它在北方地區的水處理應用上存在一個問題：在相同壓力下，有機膜在冬天通量會降低，一般來說，溫度每降低1攝氏度，通量會降低2%。孫文俊強調，相對有機膜來講，無機陶瓷膜更加皮實，市場接受性好。

其中，頗爾集團的無機陶瓷膜技術在國內外一些具有高挑戰難度的領域就得到了很好的推廣。直播現場，趙剛列舉了兩個典型的國內案例。

CUFSepTM 工業應用案例——蚌埠某科技公司玻璃基板研磨廢水處理

工藝方案

項目背景：該項目通過對研磨廢水進行處理和回用，降低生產水使用量和廢水排放量，滿足環保的節水減排要求。

項目挑戰：該項目水質特殊，其中顆粒物濃度高且顆粒粒徑較小(<10μm)，難以通過沉降方法澄清去除，常規預處理效果難以達到反滲透進水要求，因而回用較為困難。

解決方案：采用CUFSep? CUF陶瓷超濾組件系統1套，過濾面積為121㎡。原水為研磨廢水，處理水量為300m3/d，超濾系統產水量12m3/h。

處理效果：系統投運后連續穩定運行，CUFSep? CUF超濾組件穩定運行，平均運行通量100 LMH無顯著衰減，產水水質較好，可完全去除顆粒物，產水濁度<0.1 NTU，滿足后段反滲透系統進水和穩定運行要求，系統回收率>90%，物理反洗周期30min。

CUFSepTM 飲用水應用案例——福建某農村飲用水項目

工藝方案

項目背景：福建省南平市某鄉鎮對已有供水設施進行升級改造，以提高當地飲用水水質，改善飲用水口感，并解決災害氣候條件的供水水源問題，提高飲用水安全。

項目挑戰：該地地處山區，居民用水點較為分散，若采用集中式供水設施管線鋪設難度大造價高，運行和維護極為不便，因此采用分布式供水設施以滿足需求。

解決方案：采用CUFSep? CUFD飲用水超濾組件3支，原水選用地表水(河水)，處理水量為120m3/d。

處理效果：系統投運后連續穩定運行，CUFSep? CUFD飲用水超濾組件運行通量200 LMH且無衰減，產水水質較好滿足GB5749飲用水要求，產水實測濁度<0.1 NTU。通過遠程的方式，可以了解項目系統運行情況和參數，對設備的日常運行維護提供了便利，可有效解決偏遠地區設備的運行維護難題。

陶瓷膜團標出臺，填補行業應用空白

陶瓷膜尤其是大口徑陶瓷膜在工業和市政飲用水行業得到廣泛的應用后，一定會涉及到行業的規范問題。對于陶瓷超濾膜的應用推廣，近日，頗爾集團聯合清華大學、北京林業大學、北京首創生態環保集團股份有限公司、清華蘇州環境創新研究院、北京市市政工程設計研究總院有限公司、上海市政工程設計研究總院(集團)有限公司、中國市政工程中南設計研究總院有限公司等高校、設計院和環保企業共同起草推出《水處理用管式陶瓷超濾膜組件團體標準》(T/CAMIE 11—2021)(以下簡稱“《團標》”)。

孫文俊介紹，該團標填補了水處理行業陶瓷膜應用的空白。以前雖然行業內有關于陶瓷膜方面的標準，但這些標準更多地應用在海水淡化等脫鹽領域，而《水處理用管式陶瓷超濾膜組件團體標準》更多地適用于市政水處理和工業中水回用處理領域。文件規定了水處理用管式陶瓷超濾膜組件的分類與型號、要求、檢測與測試、檢驗、標志、包裝、運輸和貯存，適用于水處理用管式陶瓷超濾膜組件的生產、檢驗和選用。

孫文俊特別提到，陶瓷超濾膜對過濾精度有一定的要求，因此將陶瓷超濾膜用于給水深度處理領域，對于濁度的控制就比較重要。因此，標準里對出水濁度進行了規定，文件要求：當進水濁度在5NTU-6NTU時，進水經過管式陶瓷超濾膜組件過濾后，出水濁度應低于0.2NTU。

標準的獲取見下圖：

關于無機陶瓷膜的四大熱點問題

針對無機陶瓷膜的特點和應用，一些熱心網友提出了關心的問題，直播間的三位嘉賓分別針對網友的問題進行了回答。

問題一：農村飲用水未來的發展方向在哪兒?

薛濤指出，近日，中共中央辦公廳 國務院辦公廳印發《農村人居環境整治提升五年行動方案(2021-2025年)》，再次凸顯了國家對農村環境治理的重視。我們不能簡單地將城市供水或者其他環保技術應用到農村環境治理上。從E20環境平臺來看，隨著鄉村振興戰略的逐步落實，解決城鄉發展不平衡不充分的需要，農村供水將會繼續迅速發展，過去解決了“從無到有”的問題，未來更注重“從有到優”的問題，要推動農村供水可持續運行，保障農村供水水質，實現農村供水高質量發展。

1)形式上：

① 在城市郊區、平原地區和人口密集地區，推進城鄉供水一體化和農村供水規模化建設，實現農村供水與城鎮供水同標準、同保障、同服務。

② 在偏遠地區、山區和村莊零星分布、人口稀少的地方，因地制宜興建小型集中供水工程和分散供水工程，實施凈水工藝改造和消毒設備配套，加強對農村供水設施的高效利用，提高供水水質安全保障水平。

2)管理上：

① 需要全面建立科學合理的水價機制，多渠道提升水費收繳率，不足部分財政補齊，推進農村工程長效可持續運行。

② 運用信息化手段提升專業管護能力，但需理性。

③ 加強農村基層管理隊伍建設，提高基層從業人員的技術水平和管理水平，特別是關鍵崗位的人才培養(主要是制水崗位、檢測崗位、廠長、經理等)，才能更高效地解決單村供水工程和村內供水設施的運行管理問題。

3)資金籌措和商業模式上：

工程投資建設和管理模式有更多的創新，地方政府可與水務投運公司或者專業化公司組建新平臺，利用地方債、政策性銀行貸款解決工程建設資金不足的問題(今年國開行將重點實施百縣千億工程)并鼓勵專業化公司統籌區域的供水工程建設。

4)技術上：

更多適宜農村供水的新技術將會得到蓬勃的發展。(能應對非穩定水源、維護便捷、全生命周期高性價比)

問題二：與其他膜或處理工藝比，無機陶瓷膜在投資運營成本上有何優勢?

有機膜技術在國內經過十幾年的發展，國產化率已經很高，有著很大的成本價格優勢。那么，與其他膜或者處理工藝相比較，無機陶瓷膜在投資運營成本方面有什么優勢?

趙剛認為這是非常好的問題，也是一個非常實際的問題。他表示，頗爾集團不僅致力于解決一些水處理技術難題，也在思考如何將這些技術更好地推廣出去。

趙剛介紹，投資成本上，雖然陶瓷超濾單位面積成本是有機超濾單位面積成本的8-10倍，但是其壽命是有機膜的3-5倍，同時其通量高是有機膜的3-5倍，綜合下來，在全生命周期內其投資成本是基本持平甚至是略有降低的。

運營成本上，大直徑蜂窩狀一體式陶瓷膜由于其耐污堵、清洗頻次低、易清洗的特點，使其運營維護更加便捷，同時由于其特有的穩定性，避免了斷絲的風險，確保了系統的穩定運行，降低了停機維護的頻次，相較于有機超濾從而大大降低了日常的運營成本。

綜合投資成本，即每年的運行成本加初次投資成本在壽命周期內的每年折舊略低于有機超濾膜。

總體而言，頗爾大通量陶瓷膜與常規中空纖維膜相比，長期綜合成本與有機超濾持平，甚至是低于有機超濾，且長期穩定運行帶來的潛在價值更高。

此外，在特殊使用方面，高難處理廢水無法用有機膜處理(有機污堵快、膜斷絲受損、含氧化性污染物等)，因此，陶瓷膜不僅具有成本優勢，還具有無法替代優勢。

問題三：頗爾集團對大直徑蜂窩狀結構陶瓷膜未來的展望和規劃是什么?

趙剛表示，大尺寸陶瓷膜在水處理領域的應用上表現出很好的優勢，頗爾集團對于未來的發展有著自己的發展規劃。

首先，進一步提高膜材料的性能和精度。通過表面改性，結構優化，進一步提高其納污能力，抗水質波動性，減小化學清洗劑的使用量。這尤其對于偏遠的農村地區，是一件非常有意義的事情。

其次，提高膜的尺寸。目前頗爾已經推出12.16平方米、24.63平方米的大直徑陶瓷膜，并且具備了30平方米陶瓷膜的生產能力。未來希望繼續提高單支膜的過濾面積，進一步降低投資成本和占地面積。

很多網友也很關心陶瓷超濾膜在市政飲用水方面的應用，趙剛表示，市政飲用水和農村飲水不同，市政飲用水工程大部分不是從零開始的，大多已經有了現在的處理方案和技術，更多的是一些改造工程，這種情況下對空間和占地面積可能會有較多的要求。因此，陶瓷膜工藝應用，可以縮段工藝流程，能夠利用更有限的空間來保障水的處理量。

第三，從系統設計上，增強智能遠程控制操作能力，優化運行參數，提升運行效率，進一步降低運維難度和成本。

對于膜污染的清洗，大量化學藥劑的使用會造成環境污染。如何減少化學藥劑的使用，來提高膜的抗污染程度?趙剛提到，頗爾集團除了提高膜本身的性能以外，還通過表面改性，來降低膜被污染的速率，也使其清洗也更方便。第二，頗爾集團也在研究一些新的技術，比如將超聲技術、人工智能等技術有機結合到系統設計中來。

孫文俊舉例了國外的節水馬桶，馬桶使用了特殊的材料，使用少量的水就可以將馬桶沖洗干凈。他談道，水處理領域正朝著“少藥劑”的方向發展，陶瓷膜在這方面具有優勢。希望頗爾集團將來也能夠研發出這種高性能的膜材料，少用或不用化學藥劑。

趙剛表示，頗爾集團未來將會把大尺寸陶瓷膜在水處理領域的應用做得更深更精，真正解決實際問題。

問題四：陶瓷膜在市政給水領域應用中的適應性怎樣?

孫文俊介紹，目前，雖然陶瓷膜在市政給水領域的應用在國內不多，但在國外特別是日本和新加坡已經有很多成功的應用案例，主要表現在以下幾個方面。首先，陶瓷膜可以替代傳統混凝沉淀過濾技術其中的一個或者幾個工藝環節，大大節省占地。例如與砂濾形成“陶瓷膜+砂濾”的工藝組合，來作為水的常規處理，陶瓷膜由于其對氧化劑的耐受性，與臭氧及氯等氧化劑可以形成很好的協同工藝效果，對于應對季節性藻類等問題可發揮很好的作用。同時其運維更加便捷，可以有效降低人工運維的難度。另外，陶瓷膜還可以用在給水深度處理工藝的預處理環節，這一點在海水淡化雙膜法技術中已有成功應用，在給水領域同樣可以借鑒，希望越來越多的同行加入到陶瓷膜的研究和推廣中來。

關鍵詞： 陶瓷膜 頗爾中國 新產品線上發布會 無機陶瓷膜