陶瓷膜技術在國內過程工業(yè)界的認知度和接受度逐漸提高，應用案例不斷增加，國內陶瓷膜行業(yè)得到了快速發(fā)展。但陶瓷膜技術在我國的發(fā)展歷程相對較短，技術成熟度和認識程度尚有待進一步提升，以陶瓷膜為核心的膜分離技術工藝在國內的應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

　　我國對陶瓷膜技術的研究、應用起步相對較晚。20世紀90年代，中國科學院、中國科學技術大學以及南京化工大學等高等科研機構積極參與并完成了“九五”國家重點科技攻關及“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突破，繼而打破了國外企業(yè)在陶瓷膜產品領域的壟斷地位。

　　進入到21世紀，一方面，陶瓷膜技術在國內過程工業(yè)界的認知度和接受度逐漸提高，應用案例不斷增加;另一方面，隨著國內陶瓷膜企業(yè)的技術進步和市場拓展，國內企業(yè)與國外先進企業(yè)的技術和品牌差距日益拉近，國內陶瓷膜行業(yè)得到了快速發(fā)展。2014年，我國陶瓷膜設備的年安裝面積已達約5.3萬平方米13。但陶瓷膜技術在我國的發(fā)展歷程相對較短，技術成熟度和認識程度尚有待進一步提升，以陶瓷膜為核心的膜分離技術工藝在國內的應用普及率仍總體較低，未來可拓展空間廣闊。

　　二、我國陶瓷膜主要應用領域市場分析

　　現(xiàn)階段，以陶瓷膜為核心的膜分離技術在我國的應用主要體現(xiàn)為對傳統(tǒng)過濾分離技術的替代以及對過濾分離相關生產工藝的升級改造。過濾分離工藝是工業(yè)生產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目前在我國主要應用于過程分離與特種水處理兩大領域。

　　(1)過程分離領域

　　過程工業(yè)指通過物質的化學、物理或生物轉化進行的連續(xù)生產過程，其原料和產品多為均一相(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用。

　　目前，以陶瓷膜為核心的膜分離技術在過程分離領域中較為成熟的應用行業(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)的應用規(guī)模相對較大。

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　　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、提取藥品、食品或化工產品的一系列行業(yè)，主要包括發(fā)酵工業(yè)、生物制藥、天然產物提取等相關行業(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已成為生物與醫(yī)藥行業(yè)優(yōu)先選擇的高效分離技術，可廣泛應用于氨基酸(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備，行業(yè)普及率超過60%;預計2013-2015年氨基酸行業(yè)新增產能和傳統(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”作為清潔生產工藝技術在發(fā)酵類抗生素、維生素制藥行業(yè)進行重點推廣，截至2013年底，該工藝技術目前在國內發(fā)酵類制藥行業(yè)的普及率約為20%，預計到2015年技術普及率可達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)酵產品及中藥等天然產物提取行業(yè)也正在逐步推廣以陶瓷膜為核心的膜分離技術工藝，預計2013-2015年也將產生約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”期間我國中藥產業(yè)預期將保持年均12%以上的增速，到2015年我國中藥工業(yè)總產值目標將達到5,590億元17。根據(jù)國家統(tǒng)計局的統(tǒng)計，2014年我國中藥產業(yè)總產值已經突破7,000億元，提前完成“十二五”規(guī)劃任務。隨著我國中藥產業(yè)的飛速發(fā)展，陶瓷膜材料在中藥產業(yè)的應用前景廣闊。

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　　化工生產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苛刻、呈強腐蝕性或強酸堿性、需在高溫或高壓下進行分離等情況，使得其他過濾分離技術難以在該領域完全適用。

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

　　陶瓷膜材料在化工行業(yè)的典型應用工藝包括氯堿化工(屬于鹽化工領域范疇)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，并以此為原料生產一系列化工產品，是重要的國民經濟基礎性產業(yè)。2014年，我國燒堿產量達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的應用等待開拓，陶瓷膜在化工與石化領域的發(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)勢應用領域，以陶瓷膜為核心的膜分離技術正逐步在食品飲料行業(yè)中的乳制品、果蔬汁飲料、釀酒、調味料等生產環(huán)節(jié)替代傳統(tǒng)過濾分離技術。

　　雖然目前陶瓷膜過濾工藝在食品飲料領域的應用普及率尚較低。未來隨著食品飲料行業(yè)生產工藝技術的升級改造以及消費者對營養(yǎng)價值等產品品質要求的日益提高，以陶瓷膜為核心的膜分離技術在食品飲料行業(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)特種水處理領域

　　水處理是指通過一系列水處理設備將被污染的工業(yè)廢水或自然水源進行凈化處理，以達到國家規(guī)定的排放、回用或飲用水質標準。水處理涉及的應用范圍十分廣泛，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)廢水排放量就達到205.3億噸，其中，造紙、化學原料及制品、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27.6億噸、26.4億噸和19.6億噸，占比分別達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，我國廢水治理設施運行費用1,022.2億元，其中工業(yè)廢水治理設施費用628.7億元，占廢水治理設施運行費用的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%;預計該領域至少還將產生超過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測，“十二五”和“十三五”期間我國廢水治理投入合計將分別達到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到12,896萬立方米，比上年末增長3.5%，城市污水處理率達到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，再生水利用設施建設投資規(guī)模將達到304億元。

　　目前應用于我國市政污水處理及回用領域的膜法水資源化應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域將具有廣闊市場空間。

　　(3)其他應用領域

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