微濾雖然是僅此于滲析的古老膜分離過(guò)程，但它今天依然被廣泛地應(yīng)用在各種工業(yè)過(guò)程中。在1846年微濾隨著硝酸纖維素的發(fā)現(xiàn)而發(fā)展起來(lái)。Fick在1855年用硝酸纖維素制成了微濾膜，而Bechhold在20世紀(jì)初期就開始系統(tǒng)地對(duì)影響膜特性的變量進(jìn)行分類，并可以制備具有不同滲透系數(shù)的系列微濾膜。

膜技術(shù)的發(fā)展已經(jīng)經(jīng)歷了幾個(gè)世紀(jì)，20世紀(jì)初德國(guó)的科學(xué)家對(duì)膜過(guò)濾技術(shù)開始了系統(tǒng)的研究。1906年Bechhold發(fā)表了第一篇系統(tǒng)研究微孔膜性質(zhì)的報(bào)告，提出了通過(guò)改變聚合物濃度來(lái)改變膜孔徑的方法。1925年，在德國(guó)哥丁根成立了世界上第一個(gè)膜過(guò)濾公司（Sartorius），專門生產(chǎn)和經(jīng)銷微孔濾膜。1918年，Zsigmondy和Bachmann利用前人的研究成果，開發(fā)了制備硝酸纖維和醋酸纖維膜的生產(chǎn)技術(shù)。1927年，德國(guó)的Sartorius-Werke股份有限公司對(duì)Zsigmondy的工藝技術(shù)進(jìn)行了改進(jìn)，并開始小規(guī)模地商品化生產(chǎn)膜過(guò)濾器。當(dāng)時(shí)，這些膜被用于從液體中脫出顆粒、微生物和病毒，并進(jìn)行了有關(guān)擴(kuò)散、蛋白分級(jí)等研究。在第二次大戰(zhàn)期間，德國(guó)人開始用孔徑約0.5微米的微孔濾膜檢測(cè)城市給水系統(tǒng)中的大腸桿菌。漢堡大學(xué)衛(wèi)生學(xué)研究所的Gertrund Muller博士及其合作者開發(fā)了一種膜過(guò)濾技術(shù)，并利用這種膜進(jìn)行細(xì)菌學(xué)分析，發(fā)現(xiàn)在12-24h內(nèi)微生物能夠生長(zhǎng)成可見的菌落。1950年，Goetz成功開發(fā)了具有高滲透率和更均勻孔結(jié)構(gòu)的膜，1954年美國(guó)Millipore公司已能生產(chǎn)從低于0.1微米到10微米的八種不同孔徑的膜。到1957年，當(dāng)時(shí)美國(guó)公共衛(wèi)生部和美國(guó)水廠協(xié)會(huì)正式接受了用膜過(guò)濾回收腸形細(xì)菌的方法。直到1963年，微濾膜大多數(shù)采用硝基纖維素或混合纖維素脂材料。由于新的應(yīng)用領(lǐng)域的不斷出現(xiàn)，對(duì)膜耐化學(xué)性和熱穩(wěn)定性的要求越來(lái)越迫切，這就促進(jìn)了對(duì)其他材料微濾膜及其制造方法的研究。

商品化微濾膜的發(fā)展在第二次世界大戰(zhàn)之前十分緩慢，戰(zhàn)后，美、英等國(guó)深入開展了微濾膜技術(shù)的研究，并于1947年起各自相繼成立了濾膜的工業(yè)生產(chǎn)和研究機(jī)構(gòu)。20世紀(jì)70年代前后是微孔濾膜飛躍發(fā)展時(shí)期，美、英、法、德等國(guó)和日本都有自己牌號(hào)的微孔濾膜，并紛紛在國(guó)際市場(chǎng)上競(jìng)爭(zhēng)，其中影響最大的是美國(guó)Millipore公司，其次是德國(guó)Sartorius公司，他們的機(jī)構(gòu)分布于世界各地，從事微濾膜的生產(chǎn)、科研和銷售工作。

我國(guó)微孔濾膜的研制和生產(chǎn)起步較晚，20世紀(jì)五六十年代，我國(guó)一些科研部門開始對(duì)微孔濾膜進(jìn)行了小規(guī)模的試制和應(yīng)用，但基本上沒有形成工業(yè)規(guī)模的生產(chǎn)能力。20世紀(jì)70年代前期，核工業(yè)第八研究所、北京化工學(xué)校、四機(jī)部第十研究院、上海醫(yī)藥工業(yè)研究院等單位根據(jù)制藥工業(yè)和醫(yī)療衛(wèi)生工作的需要開始了對(duì)微孔濾膜的開發(fā)和研制工作。到20世紀(jì)70年代末形成了單品種小批量的生產(chǎn)能力，以供制藥工業(yè)過(guò)濾等方面使用。20世紀(jì)80年代初，國(guó)家海洋局杭州水處理技術(shù)研究開發(fā)中心，針對(duì)海洋環(huán)境檢測(cè)和海洋地質(zhì)地貌調(diào)查的特殊要求，研制出含痕量金屬元素、孔徑均勻的分析用微孔濾膜，從此我國(guó)在環(huán)境水樣調(diào)查監(jiān)測(cè)和海洋地貌調(diào)查等方面有了自己生產(chǎn)的濾膜，并且達(dá)到替代進(jìn)口同類膜的水平。2000年以來(lái)上海多元過(guò)濾技術(shù)有限公司在微濾產(chǎn)品的研究開發(fā)、產(chǎn)業(yè)化制造方面取得了長(zhǎng)足的進(jìn)步，形成了微孔膜制備的配方四平衡原理和成膜三關(guān)聯(lián)模型的理論體系，構(gòu)筑了以氣相成膜、燒結(jié)成膜等工藝為主的膜生產(chǎn)體系和以折疊式、管式為主的膜元件生產(chǎn)體系。所制造的產(chǎn)品大量替代進(jìn)口，有力推動(dòng)了我國(guó)微濾膜產(chǎn)品技術(shù)的進(jìn)步。迄今為止，國(guó)內(nèi)已有了系列化的商品微孔濾膜，其中生產(chǎn)最多的品種是混合纖維素濾膜，耐溶劑、耐溫和耐酸堿的濾膜已被研制或先后投產(chǎn)的有聚碸酰胺（PSA）微孔濾膜、聚酰胺（N6）微孔濾膜、聚碳酸酯（PC）核孔微孔濾膜、鎳（Ni）質(zhì)微孔濾膜、不銹鋼（SS）微孔濾膜、陶瓷微孔濾膜及其他材質(zhì)的微孔濾膜。微濾器元件形成有板式、折疊式、管式、毛細(xì)管式、多通道管式等，品種基本已滿足了國(guó)內(nèi)各方面的需要。與國(guó)外相比，我國(guó)的微濾膜產(chǎn)品無(wú)論是在品種方面還是在應(yīng)用方面，都還存在一定的差距，有待進(jìn)一步的提高和創(chuàng)新。

近年來(lái)，新微濾膜和制備方法不斷出現(xiàn)，傳統(tǒng)的如相轉(zhuǎn)換制備方法，在被如熱致相轉(zhuǎn)化（TIPS）、熱分解、刻蝕、拉伸等方法充實(shí)。另外，陶瓷膜、玻璃膜、碳膜及燒結(jié)金屬膜等無(wú)機(jī)微濾膜已成為新的研究和發(fā)展方向。新型的碳復(fù)合膜正在研制中，它具有韌性好，孔徑均勻和活化層薄等優(yōu)點(diǎn)，假若可以降低成本，它可能成為重要的工業(yè)應(yīng)用膜?？傮w而言，微濾膜的發(fā)展趨勢(shì)有以下幾點(diǎn)：

（1）不對(duì)稱微孔濾膜的研制受到極大關(guān)注，以前發(fā)展的微孔濾膜多為均勻結(jié)構(gòu)膜，在使用中膜深層的吸留堵塞現(xiàn)象嚴(yán)重，難以清洗。由于不對(duì)稱膜具有分離皮層孔小，支撐層孔大的特點(diǎn)，因此粒子或膠體僅在膜的表皮被截留，透過(guò)分離層的粒子不會(huì)在膜里面被吸留和堵塞，這一研究成果受到人們的極大關(guān)注。

（2）由氣體擴(kuò)散凝膠相轉(zhuǎn)換向浸入凝膠介質(zhì)相轉(zhuǎn)換發(fā)展。氣相擴(kuò)散凝膠速度慢，所有生產(chǎn)效率低，且由于濕膜暴露于潮濕空氣中時(shí)間較長(zhǎng)，易產(chǎn)生缺陷，環(huán)境條件要求高，形成的膜是均勻結(jié)構(gòu)膜。

（3）隨著生物工程、醫(yī)院和食品等工業(yè)的需要，不對(duì)稱無(wú)機(jī)微孔膜受到人們普遍重視。由于無(wú)機(jī)膜具有耐高溫、可用高壓蒸汽消毒、耐壓、耐酸堿和耐化學(xué)試劑等特點(diǎn)。并可在苛刻條件下清洗，因此近幾年來(lái)發(fā)展較快并已取得了可喜的成果。

（4）在應(yīng)用研究中，錯(cuò)流微濾是近年來(lái)研究較活躍的領(lǐng)域，它可以減輕膜的堵塞，延長(zhǎng)使用壽命，提高處理量。目前有關(guān)組件設(shè)計(jì)，設(shè)備組裝研制也活躍。

（5）毛細(xì)管式膜具有膜表面積裝填密度大，流體流動(dòng)狀態(tài)好（內(nèi)壓）和可以反沖洗等優(yōu)點(diǎn)，在超濾膜過(guò)濾中已得到廣泛的應(yīng)用，但在微孔膜研制中，尚處于初始研究階段，其關(guān)鍵是仿制出具有較好強(qiáng)度和可控孔徑的不對(duì)稱毛細(xì)管微濾膜，它包括膜材料的選擇，制模條件和工藝等研究?jī)?nèi)涵。微濾工程應(yīng)用展望：當(dāng)處理小批量、高價(jià)值的產(chǎn)品時(shí)，可充分發(fā)揮其潛力。除制造無(wú)菌水及超純水外，最大發(fā)展方向是處理自來(lái)水及城市污水，微濾器代替硅藻土過(guò)濾器有極大的潛力。此外，食品、飲料（酒）、醫(yī)療及生化工程等將是微濾工程應(yīng)用的發(fā)展方向。

微濾主要用于分離流體中尺寸為0.01~10微米的微生物和微粒子。已經(jīng)廣泛應(yīng)用于化工、冶金、食品、醫(yī)藥、生化、水處理等各個(gè)行業(yè)。以下列出了部分微濾技術(shù)的應(yīng)用現(xiàn)狀和前景：

1、在實(shí)驗(yàn)中的應(yīng)用

在實(shí)驗(yàn)中，微濾是檢測(cè)有形雜質(zhì)的重要工具。重要用途如下：

(1)用于微生物檢測(cè)，如對(duì)飲用水中大腸桿菌群、游泳池水中加單胞族菌和鏈球菌、啤酒中酵母和細(xì)菌，軟飲料中酵母、醫(yī)療制品中細(xì)菌的檢測(cè)和空氣中微生物的檢測(cè)等。

(2)用于微粒子檢測(cè)，例如對(duì)注射劑中不容性異物、航空燃料中的微粒子、水中懸浮物和排氣中粉塵的檢測(cè)、鍋爐用水中鐵分的分析及放射性塵埃的采樣。

2、飲用水的生產(chǎn)

若市場(chǎng)能順利接受，其經(jīng)濟(jì)性優(yōu)于砂濾。大規(guī)模應(yīng)用將取代氯氣消毒法。組件建造可改變水廠的經(jīng)濟(jì)性。在礦泉水生產(chǎn)應(yīng)用中，品質(zhì)優(yōu)良的無(wú)機(jī)陶瓷微濾膜的工業(yè)化設(shè)備可用于礦泉水生產(chǎn)，取得了令人滿意的效果。

3、醫(yī)藥工業(yè)的微濾除菌

使用微濾除菌不會(huì)改變藥物的性質(zhì)，易使藥物生產(chǎn)線機(jī)械化和自動(dòng)化。目前微濾最主要的應(yīng)用領(lǐng)域。組件以無(wú)流動(dòng)和管式居多。一般用于氣體除菌的可使用幾個(gè)月，而液體除菌的僅能使用幾個(gè)小時(shí)。在制藥工業(yè)中，采用微濾膜可有效脫除藥物中的微粒和雜菌。注射液，尤其是大輸液中微粒物質(zhì)的存在，會(huì)使受藥者產(chǎn)生各種病變，嚴(yán)重者甚至?xí)鹚劳?。?duì)熱敏性藥物，如胰島素、ATP、輔酶A、細(xì)胞色素C、人體轉(zhuǎn)移因子、激素、血清蛋白、丙種球蛋白、組織培養(yǎng)用培養(yǎng)基的滅菌。不能采用通常的熱壓發(fā)滅菌，只能采用微濾膜除菌。

4、食品工業(yè)的應(yīng)用

在食品工業(yè)應(yīng)用中，微濾膜主要用于代替硅藻土過(guò)濾和用于除菌過(guò)濾。

（1）明膠的澄清：在許多食品廠已代替硅藻土過(guò)濾。組件以卷式和平板式為主。主要問(wèn)題是黏度高

（2）葡萄糖的澄清：在許多玉米精煉廠已代替硅藻土過(guò)濾。組件以卷式和平板式為主。主要問(wèn)題是黏度高

（3）果汁的澄清：在法國(guó)已廣泛用于蘋果汁的澄清，效果與超濾相同

（4）白酒的澄清：在酒廠已推廣應(yīng)用。組件以卷式和平板式為主。主要問(wèn)題是膜污染、酒的得率及風(fēng)味等問(wèn)題

（5）回收啤酒渣：在啤酒廠已推廣應(yīng)用。組件以卷式和平板式為主。主要問(wèn)題是啤酒泡沫的穩(wěn)定性及其風(fēng)味

（6）啤酒除菌：在啤酒廠已推廣應(yīng)用?？扇〈鷤鹘y(tǒng)的巴氏滅菌。有著巨大的市場(chǎng)潛力

（7）牛奶脫脂：還未推廣應(yīng)用。有可能代替離心過(guò)程回收黃油

（8）屠宰廠：在使用超濾回收屠宰動(dòng)物血液中蛋白質(zhì)之前去除菌體和碎片。還未應(yīng)用

5、城市污水處理中的應(yīng)用

在污水處理應(yīng)用中，通常采用膜生物反應(yīng)器，被超微粒膜截留的活性污泥混合液中的微生物絮體和較大分子有機(jī)物，重新回流至生物反應(yīng)器內(nèi)，使生物反應(yīng)器內(nèi)獲得高生物濃度并大大延長(zhǎng)了有機(jī)固體的停留時(shí)間，極大地提高了生物對(duì)有機(jī)物的氧化率。費(fèi)用低于處理。能除去病毒。目前經(jīng)濟(jì)和技術(shù)是主要障礙。

6、超純水的制備

小型的無(wú)流動(dòng)微濾器被廣泛用于超純水的分水系統(tǒng)。是目前微濾應(yīng)用的第二大市場(chǎng)。在超純水制備中，微濾主要作用為：

（1）阻止中心造水系統(tǒng)中各單元釋放的活性碳粉、樹脂粉、微生物污染進(jìn)入分配系統(tǒng)；

（2）減少用戶的微粒污染程度；

（3）在中心造水系統(tǒng)中除去大量顆粒，可以大大延長(zhǎng)使用點(diǎn)的微孔濾膜的使用壽命。

7、工業(yè)廢水的處理

（1）涂料行業(yè)：用于從顏料中分離溶劑。還未工業(yè)化，前景較好。

（2）含油廢水的處理:可去除含油廢水中難處理的顆粒。還未工業(yè)化，前景較好處于實(shí)驗(yàn)研究階段。

（3）含重金屬?gòu)U水的處理：可去除金屬電鍍等工業(yè)廢水中有毒的重金屬如鎘、汞、鉻等；可去除燒煤鍋爐廢水中的As、Cd、Cr、Cu 、Hg、Ni、Pb、Se、Sn、Zn等重金屬及其它固體懸浮物。處于中試水平，前景較好。

8、用作燃料的碳?xì)浠衔锏姆蛛x

用于去除蠟和瀝青質(zhì)。由于大多數(shù)燃料應(yīng)用都是在高溫和極端惡劣的物理環(huán)境下，因此風(fēng)險(xiǎn)性大。最有可能采用無(wú)機(jī)膜或陶瓷膜。經(jīng)濟(jì)性試最大的障礙。

9、在電子工業(yè)和半導(dǎo)體工業(yè)中的應(yīng)用

在電子工業(yè)和半導(dǎo)體工業(yè)應(yīng)用中，微濾膜作為絕對(duì)過(guò)濾介質(zhì)在電子工業(yè)、半導(dǎo)體和醫(yī)藥工業(yè)中通常作為保安過(guò)濾器使用?？刂坪蜋z測(cè)電子產(chǎn)品潔凈生產(chǎn)場(chǎng)所的微粒子和細(xì)菌、超凈高純?cè)噭╇s質(zhì)的清除等。

10、微濾技術(shù)在石油工業(yè)中的應(yīng)用

（1）在催化劑生產(chǎn)中，由于微濾膜具有很好的截留的效果，是過(guò)濾固相催化劑及其載體的良好介質(zhì)，其中以高分子材料的微濾膜比無(wú)機(jī)陶瓷膜應(yīng)用更加廣泛；

（2）在含油“三泥”中回收油品的應(yīng)用?！叭唷笔侵笩捰蛷S凈化過(guò)程中生產(chǎn)的油、水、渣的混合物；

（3）低滲透油田注入水微濾技術(shù)。

微濾技術(shù)是膜分離過(guò)程中應(yīng)用最廣的一種，它具有精密性高、經(jīng)濟(jì)價(jià)值大的特點(diǎn)。目前，微濾技術(shù)主要用于制藥工業(yè)的除菌過(guò)濾、電子工業(yè)集成電路生產(chǎn)所用水、氣、試劑的純化過(guò)濾及超純水生產(chǎn)的終端過(guò)濾，而城市污水處理、反滲透脫鹽的預(yù)處理及廢水處理是微濾技術(shù)應(yīng)用的兩大潛力市場(chǎng)。從微濾技術(shù)發(fā)展的歷程和趨勢(shì)可以看出微濾技術(shù)總體上發(fā)展前景較好，但就局部及其應(yīng)用的某一些領(lǐng)域來(lái)說(shuō)，微濾技術(shù)尚存在一些問(wèn)題如明膠和葡萄糖澄清中，微濾技術(shù)應(yīng)用存在黏度高的問(wèn)題，它在白酒澄清中存在膜污染等問(wèn)題。概括地說(shuō)，微濾技術(shù)在各行業(yè)的應(yīng)用中存在的問(wèn)題主要有：一是技術(shù)問(wèn)題；二是經(jīng)濟(jì)問(wèn)題。技術(shù)問(wèn)題是指微濾技術(shù)在應(yīng)用過(guò)程中引發(fā)一些問(wèn)題如啤酒泡沫穩(wěn)定性及其風(fēng)味問(wèn)題，還有微濾技術(shù)在某些方面上尚未應(yīng)用或推廣應(yīng)用；經(jīng)濟(jì)問(wèn)題是指微濾技術(shù)在某些領(lǐng)域已推廣應(yīng)用但尚未工業(yè)化或者說(shuō)微濾技術(shù)產(chǎn)生的經(jīng)濟(jì)效益沒有達(dá)到應(yīng)有水平。