【概述】

中国材料与试验团体标准（Chinese Standards for Testing and Materials，简称 CSTM）委员会于2020年4月14日发布了团体标准T/CSTM 00081-2020《平板式陶瓷分离膜的腐蚀试验方法》，本标准于2020年7月14日正式实施。本文针对标准内容进行解读。

【制定背景】

目前膜分离技术在生活污水、工业废水净化处理获得了重要的应用并取得了高速的发展。膜分离的关键在于膜材料，根据成膜材料不同，膜技术可分为有机膜材料和无机膜材料两大类。其核心过滤材料绝大部分使用的是有机膜材料，应用也相对比较成熟。但有机膜材料还是存在许多缺陷，如不能耐受过高的运行压力、膜通量过小、丝状物缠绕会扯断膜丝、油类物质附着在膜表面无法去除、耐高温性差、机械强度较低、抗腐蚀性差、易堵塞、不易清洗、使用寿命短等劣势。这使得净化处理的范围、处理的效率和设备寿命都受到很大的影响和限制；而以陶瓷膜为代表的无机膜材料，在市场中的占有率也很高。陶瓷膜又分为管式陶瓷膜和中空板式陶瓷膜，管式陶瓷膜由于造价高，使用能耗高、过滤面积小，不容易清洗，只适用部分工业领域污水处理。

平板式陶瓷分离膜所受到的腐蚀来自于所处理的液体介质和膜片清洗药剂。膜片被腐蚀后，其重量、微孔结构、硬度、弯曲强度等性质会发生一定程度的变化，进而影响其使用性能。本标准的试样原理是：将试样浸泡在腐蚀性试液中，在规定的试验温度下，经过一段时间，测量试样的技术参数。

与现有管式陶瓷膜行业标准和平板式陶瓷分离膜团体标准仅将试样的质量损失和强度降低作为考核指标不同，本标准增加了孔径变化和硬度变化两个考核指标。主要理由是：1）孔径是分离膜的关键指标；2）膜片与某些化学物质反应后，会增加重量或重量不变，但孔径会发生变化；3）硬度可简单、直观地表征膜片物理性质变化。

    本标准充分考虑陶瓷分离膜材料性能、产品生产工艺特点及产品应用需求等多方面情况，制定切实可行、同时又有利于提高产品应用性能的技术指标。这些对于产品的可靠性、稳定性和评价，都是十分必要和迫切的。

【标准介绍】

平板式陶瓷分离膜（也称陶瓷平板膜）是近几年发展较为迅速的一种分离膜产品。目前尚无相关的国家标准和行业标准。《平板式陶瓷分离膜的腐蚀试验方法》（T/CSTM 00081-2020）是目前国内第一部针对平板式陶瓷分离膜产品特点制订的测试方法标准。本标准设置了范围、规范性引用文件、术语和定义、试验原理、仪器设备、腐蚀性试液、测试步骤、测试报告等内容。在参考有机分离膜、管式陶瓷膜相关国家标准和行业标准的基础上，标准内容的设置充分考虑了平板式陶瓷分离膜产品的结构特点和应用领域等因素。本标准具有科学性、创新性、适用性和先进性。

【目的和意义】

近几年来，国内迅速涌现出近20家平板式陶瓷分离膜生产企业，其中投资上亿的超过5家，呈现出蓬勃发展的态势。然而，很多投资表现为盲目跟风，缺乏扎实的技术支撑。因此，有必要尽快建立平板式陶瓷分离膜测试方法标准，引导相关产业形成和健康发展。

【标准特点】

在《平板式陶瓷分离膜》（T/CSTM 00081-2020）团体标准研究阶段，对平板式陶瓷分离膜产品的结构特点、国内外产品性能和应用领域等因素进行了充分研究，并进行了大量测试分析。本标准的主要技术特点如下：

(1) 技术参数选择

平板式陶瓷分离膜所受到的腐蚀来自于所处理的液体介质和膜片清洗药剂。膜片被腐蚀后，其重量、微孔结构、硬度、弯曲强度等性质会发生一定程度的变化，进而影响其使用性能。与现有管式陶瓷膜行业标准和平板式陶瓷分离膜团体标准仅将试样的质量损失和强度降低作为考核指标不同，本标准增加了孔径变化和硬度变化两个考核指标，从而更全面地考察膜材料腐蚀后的变化情况。

(2) 腐蚀试验条件选择

1) 腐蚀试液的选择

国内现有陶瓷分离膜相关标准均以氢氧化钠溶液和硫酸溶液分别作为碱性腐蚀试液和酸性腐蚀试液。然而，对氢氧化钠和硫酸的耐腐蚀性并不一定真实反映膜材料的时间应用情况。因此，本标准选用水处理中常用的氢氧化钠、次氯酸钠、盐酸、柠檬酸等4种药剂配制腐蚀试液，并注明：在使用过程中，膜片接触其他腐蚀性介质的，可以该腐蚀性介质为试液进行腐蚀试验。

2) 腐蚀试液浓度、试验温度和试验时间的确定

本标准研究表明，在相同试液浓度下，膜片试样分别在100℃/1h、65℃/24h、25℃/72h 的温度和时间条件下处理，均显示出相似程度的腐蚀效果。因此，从安全性和可操作性考虑，本标准没有采用现有陶瓷分离膜标准规定的试液沸腾（100℃左右）试验条件。

3) 试样制备

平板式陶瓷分离膜具有二维孔道结构，这导致其平行于孔道方向和垂直于孔道方向的弯曲强度存在很大差异，并且对材料的实际使用性能产生较大影响。因此，本标准同时考察这两种弯曲强度，并为此制订了测试试样的制备方法。

【标准应用】

目前陶瓷耐腐蚀性测试的标准有国家标准《GBT 1970-1996 多孔陶瓷耐酸、碱腐蚀性能试验方法》、《GBT3810.2-2006 瓷砖试验方法13 耐化学腐蚀性的测定》和海洋行业标准《HYT 064-2002 管式陶瓷微孔滤膜测试方法》等。其中GBT 1970-1996和HYT 064-2002将化学试剂定为硫酸和氢氧化钠，并以煮沸为测试温度。这种限定化学试剂的测试方法，并不能真实反映产品的耐腐蚀性，如产品可能耐硝酸，但耐硫酸稍差。如果以耐硫酸情况作为耐酸腐蚀性标准，那就无法确定产品是否能用于硝酸废液处理。因此本标准将只规定测试方法，而不限定化学试剂的选择。另外，以煮沸为测试温度对于低沸点试剂并不适用，有必要确定合适的测试温度。本标准具有科学性、创新性、适用性和先进性。

平板式陶瓷分离膜是近十年才开始发展的新型陶瓷分离膜产品形式。平板式陶瓷分离膜采用浸没式工作原理，主要应用于膜生物反应器（MBR）工艺、油水分离、固液分离等方面。平板式陶瓷分离膜的有效工作面积大、膜内流程短，因此在实际应用中表现出装填密度高、运行能耗低等特点。同时，由于平板式陶瓷分离膜的功能膜层在膜片外表面，因此可用各种物理和化学方法制备功能膜层，而且膜层质量容易得到保证。随着我国对水污染防治的日益严苛，平板式陶瓷分离膜迎来了良好的发展机遇。近三年来，国内迅速涌现出近20家平板式陶瓷分离膜生产企业，其中投资上亿的超过5家，呈现出蓬勃发展的态势。然而，很多企业缺乏扎实的技术支撑，市场上的产品良莠不齐，有的产品造成了不良影响。

【标准制定单位构成】

浙江中诚环境研究院有限公司、南京高谦功能材料科技有限公司、佛山市中国科学院上海硅酸盐研究所陶瓷研发中心、上海市硅酸盐学会、浙江津膜环境科技有限公司、天津膜天膜工程技术有限公司