活蹦亂跳的蝦可謂是大家餐桌上最受歡迎的肉類(lèi)之一，不僅高蛋白幾乎0脂肪，就連蝦皮含有豐富的鈣。但為了滿足口腹之欲，全靠野生的不太現(xiàn)實(shí)，因此現(xiàn)在市面上的蝦基本都是人工養(yǎng)殖。

不過(guò)現(xiàn)在養(yǎng)蝦已經(jīng)變得越來(lái)越困難，除了高發(fā)的各種病害，飼料，氣候等等，水源污染是目前較大的問(wèn)題所在。受化工廢水、生活污水、養(yǎng)殖廢水等問(wèn)題干擾，沿海海水污染不斷加劇，導(dǎo)致散養(yǎng)式、粗放式的養(yǎng)殖風(fēng)險(xiǎn)大幅增高，因此規(guī)模化、科學(xué)化養(yǎng)殖成為了蝦養(yǎng)殖行業(yè)大的發(fā)展趨勢(shì)。為了規(guī)模化處理海水，就需要因地制宜選擇工藝，其中一些有追求的養(yǎng)殖戶就會(huì)選擇超濾設(shè)備來(lái)完成這個(gè)步驟。

海南某養(yǎng)蝦達(dá)人的蝦塘及其超濾水處理系統(tǒng)

超濾膜的孔徑為2～100 nm，其作用在于物理過(guò)濾懸浮物、膠體、餌料、細(xì)菌、病毒，可同時(shí)起到精細(xì)過(guò)濾細(xì)小膠體顆粒物和濾除菌類(lèi)的作用，可作為海水養(yǎng)殖水循環(huán)利用處理一個(gè)重要環(huán)節(jié)。超濾膜主要可分為有機(jī)聚合物膜和無(wú)機(jī)陶瓷膜，雖然在海產(chǎn)養(yǎng)殖方面以聚砜、聚偏氟乙烯中空纖維等有機(jī)超濾膜研究較多，但其實(shí)無(wú)機(jī)陶瓷膜也能取得非常好的效果，而且它具有耐腐蝕、耐高溫、機(jī)械強(qiáng)度好、適用于極端水質(zhì)情況的特點(diǎn)，因此與有機(jī)膜相比會(huì)更加地耐用。

某水產(chǎn)公司使用陶瓷膜超濾前后的弧菌培養(yǎng)基對(duì)比

不過(guò)陶瓷膜在海產(chǎn)養(yǎng)殖方面的應(yīng)用，其實(shí)只是很小的一部分。在它其他的下游應(yīng)用中，僅僅是與“水”相關(guān)的就有以下的這些：

1、在給水處理中的應(yīng)用

微孔陶瓷膜分離技術(shù)在給水處理中的應(yīng)用始于20世紀(jì)80年代初期，特別是在歐洲一些國(guó)家，如法國(guó)、意大利等在這些方面的實(shí)踐工作更是走在世界前列。用微孔陶瓷膜進(jìn)行給水處理的優(yōu)點(diǎn)是能夠保證更好和更可靠的水質(zhì)，不用化學(xué)物質(zhì)，特別適合于高附加值產(chǎn)品。

陶瓷微濾(MF)膜、陶瓷超濾(UF)膜處理地表水制備飲用水已在歐洲應(yīng)用多年，近年來(lái)陶瓷膜與吸附集成凈水技術(shù)在我國(guó)已開(kāi)始應(yīng)用，比如說(shuō)在我國(guó)的農(nóng)村地區(qū)，很多地方受技術(shù)和運(yùn)維條件限制，緩釋消毒設(shè)備凈化效果不理想，自來(lái)水都很渾濁。為了解決這個(gè)問(wèn)題，地方引進(jìn)了陶瓷膜凈水系統(tǒng)，成功降低了濁度、提升了余氯，最終達(dá)到提升水的安全衛(wèi)生水平的目的。

2、在海水淡化中的應(yīng)用

反滲透海水淡化目前已成為海水淡化最主要的方法之一。目前反滲透海水淡化工程預(yù)處理的方法主要有多介質(zhì)過(guò)濾和有機(jī)膜超/微濾。傳統(tǒng)的多介質(zhì)過(guò)濾不能完全去除膠體和懸浮物質(zhì)，出水水質(zhì)易產(chǎn)生波動(dòng)，從而降低反滲透膜的產(chǎn)水能力和壽命；有機(jī)膜超/微濾法預(yù)處理存在有機(jī)膜易老化、斷絲等難題，同時(shí)由于我國(guó)海水水質(zhì)較差，大多數(shù)有機(jī)膜使用壽命不足3 a。

與上述兩種方法相比，陶瓷膜具有孔徑分布窄、孔隙率高、分離層薄、過(guò)濾阻力小等優(yōu)點(diǎn)，而且單位膜表面積處理量高、產(chǎn)水能力大，膜的化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定，可以在海水中長(zhǎng)期穩(wěn)定運(yùn)行，更適用于海水淡化預(yù)處理。在2019年時(shí)，新加坡蔡厝港（Choa Chu Kang）自來(lái)水廠就建成全球最大陶瓷膜海水淡化處理系統(tǒng)，這套先進(jìn)的過(guò)濾系統(tǒng)取代原有的沙濾，每天可處理4000萬(wàn)加侖（約合18萬(wàn)立方米）水。

3、在廢水處理中的應(yīng)用

近年來(lái)，由于全球水資源緊缺，將陶瓷膜分離技術(shù)應(yīng)用于廢水的處理和再利用顯得更加重要。從材料特點(diǎn)考慮，由于陶瓷膜可以在苛刻的條件下進(jìn)行長(zhǎng)期穩(wěn)定的分離操作，這也決定了它在水處理領(lǐng)域應(yīng)用的主要方向是廢水處理，特別是工業(yè)廢水的處理。目前陶瓷膜主要用于含油廢水、化工及石化廢水、印染廢水、生活污水及放射性廢水等的處理。

①含油廢水的處理

含油廢水來(lái)源廣泛，且具有難降解、易乳化等特點(diǎn)，常規(guī)方法處理難以達(dá)到理想的效果。無(wú)機(jī)陶瓷膜在處理含油廢水方面具有突出的優(yōu)勢(shì)，表現(xiàn)在通量高，使用壽命長(zhǎng)，且對(duì)膜的孔徑大小要求相對(duì)較寬松。

②化工及石化廢水的處理

在化工及石油化工行業(yè)中往往會(huì)產(chǎn)生一些具有強(qiáng)酸、強(qiáng)堿或強(qiáng)腐蝕性的含顆粒廢水，對(duì)于這類(lèi)廢水的處理，有機(jī)膜往往難以勝任，而無(wú)機(jī)陶瓷膜由于其優(yōu)異的化學(xué)穩(wěn)定性，在處理這類(lèi)廢水時(shí)具有獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)。

③印染廢水的處理

造紙和紡織染色工程均以水為介質(zhì)，而且往往需要一次或多次水洗，用水量比較大，排放的廢水對(duì)環(huán)境污染嚴(yán)重。在印染過(guò)程各工序排出的廢水含有的主要污染物為：懸浮物、BOD、COD、還原漂白劑、重金屬以及色度等，同時(shí)處理的難度很大。C.Soma等采用氧化鋁微濾膜處理印染廢水，研究發(fā)現(xiàn)，懸浮物、有機(jī)物的去除效果均很明顯，其中不溶性染料去除率大于98%，通過(guò)加入一些表面活性劑可使可溶性染料的去除率大于97%。

④生活污水的處理

在各類(lèi)水體污染源中，生活污水也占相當(dāng)大的比例，這類(lèi)污水污染程度不高，但水量較大，如能處理后循環(huán)使用，對(duì)保護(hù)淡水資源、提高水的利用率是十分有益的，特別是在水缺乏地區(qū)。

總結(jié)

雖然無(wú)機(jī)陶瓷膜的研究取得了很大進(jìn)展，效果也得到了大量的認(rèn)可，但它還是有幾個(gè)地方亟待改善：一是成本，必須要開(kāi)發(fā)出更低價(jià)高性能的膜材料；二是工藝，要進(jìn)一步提高透過(guò)速率和膜的分離效果；三是種類(lèi)和應(yīng)用上都需要擴(kuò)展；四是需要克服膜污染，并提高反洗效率。

就拿第一點(diǎn)來(lái)說(shuō)，目前陶瓷超濾膜系統(tǒng)之所以還未能在海產(chǎn)養(yǎng)殖領(lǐng)域中得到大范圍應(yīng)用，最大的局限就是其高昂的成本。如果能夠控制到大多養(yǎng)殖戶都能接受的水平，相信將會(huì)有更多更好的養(yǎng)殖海產(chǎn)品出現(xiàn)在大家的餐桌上，滿足我們的口腹之欲。

資料來(lái)源：

陶瓷膜在水處理中的發(fā)展與應(yīng)用，秦偉偉，宋永會(huì)，肖書(shū)虎，程建光，曾萍。

南美白對(duì)蝦養(yǎng)殖海水陶瓷膜超濾和絮凝超濾研究，趙可江，田振邦，崔俊峰，黃做華，王俊，趙亮，張濤。

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