MOTIMO与其他产品的对比分析.docx

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MOTIMO与其他产品的对比分析

Section1MOTIMO简介2

Section2膜分离技术3

Section3MOTIMO连续膜过滤4

3.1简介4

3.2过程描述5

3.3膜设备描述7

3.4设备描述9

3.5CMF系统流程图14

Section4技术对比分析16

4.1中空纤维超滤膜材料性能16

4.1.1烯烃类（PP、PE、PVC）16

4.1.2聚砜（PS）和聚醚砜（PES）17

4.1.3聚偏氟乙烯（PVDF）18

4.2主要超滤膜材料性能的评价18

4.3中空纤维超滤膜过滤层结构（海绵体、指状孔）比较21

4.4中空纤维超滤膜过滤方式（内外压）比较22

Section1MOTIMO简介

天津膜天膜科技有限公司（MOTIMO）是在国家发改委重大高新技术产业化专项“年产100万平方米中空纤维膜系列产品产业化示范工程”成果的基础上由天津膜天膜工程技术有限公司与香港华益集团共同出资组建的合资公司，于2003年在天津经济技术开发区（泰达）成立，注册资金5000万元，构建了中国最大的年产量超过300万平方米的中空纤维膜制造基地，厂房建筑面积超过10,000平方米，公司拥有雄厚的技术力量和一流的生产设备，公司拥有10条纺丝设备和生产线、4条自动化的浇铸生产线、数十套现代化的膜性能检测设备以及所需的研发中心、营销中心等配套设施，整个生产过程实现了自动化控制。

公司是中国膜工业协会会员，是天津经济技术开发区认定的高新技术企业，公司通过国家建设部的康居部品认证。

公司生产各种材质、规格的内压、外压型中空纤维超滤、微滤膜组件及装置，产品规格包括实验型、家用型和工程型。

MOTIMO的产品种类繁多，包括各种材质的中空纤维MF/UF膜组件，各种内压、外压式膜组件，CMF、TWF膜过滤系统，以及专门用于MBR的FP系列膜组件等。

这些产品目前已被广泛应用于污水处理，果汁饮料净化、饮用水净化，以及工业分离浓缩等领域。

由于其产品性能稳定、质量优良，具有较高的性价比，至今已被销往31个省、市，其中一些还出口到新加坡、韩国等国家。

公司具有如下几方面的优势：

✓自主知识产权多——公司在膜技术及产品创新方面拥有从纺丝工艺、设备、装置到应用技术的68项国家发明专利和实用新型专利、3项国际专利

✓多项关键技术的产业化成果——公司先后承担了国家、天津市重大科技攻关及国际技术合作交流项目等100余项，其中30余项获国家及省部级奖

✓完整产业链——公司已具备了从基础性研发、中试及应用研究到大规模产业化生产的完整产业链，并一举跨入具有国际先进管理理念的现代化高新技术企业行列，成为我国膜行业的领头羊

先进管理——公司采用先进的ERP信息管理系统，并于2005年10月17日通过国际质量管理体系（ISO9001）和国际环境管理体系（ISO14001）

Section2膜分离技术

膜分离技术是一种利用半透膜将组分从流过半透膜的料液进行机械分离的一种先进的分离技术。

在半透膜的膜壁上分布着众多的微孔，正是这些微孔决定了半透膜的分离性能。

根据微孔孔径的不同，可将分离膜分为微滤（MF）、超滤（UF）、反渗透（RO）、纳滤（NF）等。

由于膜分离技术具有诸多优势，如常温下操作、分离过程无相变、节能、污染小等，作为一项成熟的技术，它已被广泛应用于工业用水及生活用水的制备，藻类和细菌的脱除，食品工业以及饮料果汁的提纯等。

在解决水资源缺乏的问题上，膜分离过程起到了非常重要的作用。

在水与废水循环回用方面，膜的特殊作用显得十分重要，尤其在水供应缺乏的地区，更引起人们的极大关注，实践证明这项技术已经在工业和生活污水处理领域得到了广泛的应用。

超/微滤是细菌和隐孢子虫、鞭毛虫等原生寄生虫的绝对屏障（一般细菌的粒径范围在0.2~0.6μm之间），因此超滤膜被广泛应用于污水回用和城市给水处理，特别是作为RO系统的预处理方法，更显示了超滤膜的优越性。

膜分离孔径和分离对象如下表和下图所示

表1膜分离孔径

图1膜分离图谱

上图显示了水中各种杂质的大小和去除它们所使用的分离方法,反渗透主要用来去除水中溶解的无机盐；而超滤则可以去除病毒、大分子物质、肢体等；超/微滤能够去除水中的细菌、灰尘,具有很好的除浊效果，这是传统的过滤（如砂滤、多介质过滤等）工艺无法实现的。

起滤膜分离产品从形式上分为中空纤维、管式、卷式、平板式等,从材质上分PP、PE、PS、PES、PVDF、PAN等多种。

这些膜产品能够具备优异的分离能力,是和它的结构及材料密不可分的。

图2显示了聚合物膜材料的结构。

图2聚合物膜材料的结构

膜分离产品最近受到了市场的高度关注,这是因为它具有如下的优点:

√对杂质的去除效率高，产水水质大大好于传统方法；

√大大减少化学药剂的使用，避免相当污染；

√系统易于自动化，可靠性高。

运行简易，设施只有开启，关闭两档；

√占地面积小；

√节约水源，比常规水处理系统费用低廉。

Section3MOTIMO连续膜过滤

3.1简介

连续膜过滤（CMF）是当前世界上最先进的水处理技术，也是当今世界上水资源再生领域中的一项高新技术，它被广泛应用于液体分离、水资源回收利用及净化方面，此外，反渗透过程及海水脱盐过程的预处理也需要用到CMF系统。

MOTIMO拥有此项技术的自主知识产权，相关专利二十三项，保证了我们的技术和产品走在世界的前列，我公司是世界上极少数拥有此项技术的公司之一。

CMF系统完全由自动控制系统进行控制，保证了过滤过程的连续性，同时实现了模块化结构，便于操作。

过滤使用的是外压式中空纤维膜组件，定期进行的反冲洗过程采用了MOTIMO独有的气水结合反冲洗技术，在水流反向流过膜组件的同时，伴有气流冲洗。

气水混合物对附着在膜表面的污垢进行强烈的搅动，以便于污染物的清洗和排出。

CMF系统具有以下优势：

a）采用聚偏氟乙烯（PVDF）中空纤维膜，使用寿命长

b）膜通量高、出水稳定

c）系统自动化程度高，操作简单

d）对原水水质要求低，产水SDI符合RO系统的进水要求

e）占地面积小、设备维护和运行费用低廉

f）水资源回收率高达95％

CMF技术可以广泛应用于以下领域：

a）居民住宅用水——自来水除菌及净化

b）公用事业用水——以地下水或地表水为水源的净化处理

c）新水源探索——海水淡化预处理

d）反渗透的预处理——大型反渗透系统的前级预处理

e）市政污水处理——过滤经生化处理后的污水以达到回用的目的

f）工业用水——工业冷却水的净化回用

图3典型的CMF系统

图4CMF工艺流程图

3.2过程描述

连续膜过滤系统（CMF）是以中空纤维超/微滤膜组件为中心处理单元，配以特殊设计的管路、阀门、自清洗单元、加药单元和自控单元等，形成一闭路连续操作系统，处理液在一定压力下通过微滤/超滤膜过滤，达到物理分离的目标。

MOTIMO的CMF系统采用错流过滤的操作方式，料液在一定压力下流入膜组件，并以一定的角度通过膜表面。

一部分可以通过膜的料液被称为“透过液”，其余被截留的部分含有需要去除的颗粒，这一部分被膜表面的错流流体带走，这一部分料液被称为“浓缩液”。

待过滤料液须从膜组件下方流入，滤出液从膜组件上方流出。

CMF系统所使用的膜为中空纤维超/微滤膜，其孔径约为0.03µm/0.2µm。

MOTIMO以PVDF为材料生产的中空纤维微滤膜具有高效、耐用的特点，它具有良好的化学稳定性，能够适用于众多领域。

中空纤维膜被组装成紧凑的单元，被称为“膜组件”，这些膜组件是膜分离系统的基本组成单元，多个膜组件装配在一起组成一个过滤单元。

所有的膜组件、管线及其他附属设施组合在一起就构成了微滤膜单元，它们均由一个装配支架来支撑。

反冲洗过程包括两个步骤——连续气水反洗和单独水洗。

标准的反冲洗过程是一个物理清洗过程，无须添加任何化学物质。

同时，在6到10次物理反冲洗之后，会进行一次化学反冲洗。

次氯酸钠反冲洗在气水反洗之间进行，主要用于消毒。

除此以外，两台化学计量泵，两座化学洗液罐及其附属设施，三套化学试剂投加系统（酸、碱、次氯酸钠），仪表，控制系统及阀门共同构成了清洗系统。

CMF系统流程简图如下所示：

图5CMF系统原理图

3.3膜设备描述

膜分离技术在水处理领域起着非常重要的作用，尤其是在水资源回收和污水处理方面的应用。

MOTIMO生产的中空纤维微滤膜和超滤膜均以PVDF为材料，使其具有分离效率高、化学稳定性好的特点。

其中，MOF-IVB系列膜组件具有以下优势，它可在较低的压力下进行高流速运行，对原水水质的限制条件低，并能得到良好的出水水质。

MOTIMOMOF-IVB系列膜组件的性能参数列表如下。

表2型膜组件性能参数

Performance

性能

MOFIVB

UOFIV

Purewaterflux（25oC,0.1MPa）

纯水初始通量

6500~8000L/h

5000~7000L/h

Purewaterfluxrate纯水初始流率

（25oC,0.1Mpa,perm2）

162.5~200L/h/m2

125~175L/h/m2

Permeateturbidity产水浊度

≤0.2NTU

SS*悬浮物

≤1mg/L

E.Coli*大肠杆菌群

None

Warranty保证使用年限

3~5years（dependingontreatmentprocess）

Specification

规格

Membranestyle膜过滤形式

Outside-inhollowfibermembrane

Material膜材质

PVDF

Hollowfiberinsidediameter

中空纤维内径

0.7mm

0.6mm

Hollowfiberoutsidediameter

中空纤维外径

1.2mm

1.1mm

Adhesivematerial纤维粘接材料

Epoxyresin

Shellmaterial外壳材料

UPVC

Membranearea膜面积

40m2

Hollowfiberspermodule

每支组件纤维数

7680

9240

MWCO/poresize

切割分子量/截留孔径

0.2μm

0.03μm

TypicalOperationalParameters

使用条件

Designedwaterfluxforsecondarysedimentationtank（20oC,0.1Mpa）二沉池出水设计通量

2000~2500L/h

1500~2000L/h

Maximumwatersupplypressure

最大进水压力

0.2Mpa

Maximumsupplywaterflux

最大进水流量

6000L/h

Transmembranepressure

最大跨膜压差

0.15Mpa

Temperaturerange使用温度范围

5-45C

Acidityandalkalinityrange

酸碱度范围

pH2-10

Operationtype运行方式

Volumefiltrationorcross-flowfiltration全量过滤或错流过滤

Maximumbackwashwaterquantity最大反洗水流量

3000L/h/module

TypicalProcessParameters

典型工艺条件

Airconsumption气洗流量

2.5~5m3/h/module

Backwashtime反洗时间

20~60s

Backwashpressure反洗水压力

0.03~0.05Mpa

Backwashwaterflux反洗水流量

（air+water）气水双洗

0.3~1.0m3/h/module

Backwashwaterflux反洗水流量

（onlywater）只用水反洗

2~2.5m3/h/module

Backwashtime反洗时间

20~60s

Permeateflux**产水量设定

2000L/h

Operatingpressure使用压力

0.03~0.12Mpa

Chemicalwashperiod

化学正洗周期

3~12weeks

In-linewaterwashperiod

在线水清洗周期

50~90s/20~60min

*原水为达标二级排污水，设计流量是以原水实验为基础的

一个完整的膜分离过程包括四部分——过滤、在线清洗、加药反洗和在线化学清洗。

✓过滤

调节自动阀门使进口工作压力为0.03~0.2MPa，出口压力为0.01～0.04MPa。

透过液流量会根据原水水质的不同而发生变化，但变化范围在40～120L/m2•h左右。

每一个过滤循环的典型操作时间为20～60分钟。

在这种情况下，一些氧化性消毒剂由计量泵投加到循环罐的原水中，这一操作是根据原水水质和对出水水质的要求而选择的。

透过液被收集入产水储罐，其中一部分用于清洗和反洗，浓缩液也被同时收集，然后循环回原水储罐。

✓在线清洗（气洗＋水洗）

这一清洗过程实际上包括了过滤水清洗和空气清洗过程。

步骤1：

调节反洗流量为0.3t/h/module，空气流速为4～6m3/h/module，清洗时间设定为10～60秒。

压缩空气由原水入口进入膜组件，使中空纤维发生剧烈的振动，并使纤维之间发生相互摩擦。

这一作用使得附着在膜表面的污染物颗粒松动。

在气洗过程中，膜组件必须完全浸泡在液体中，以获得更好的抖动效果。

步骤2：

调节反洗流量为2.3t/h/module，反洗时间为20～60秒。

干净的透过液由产水口流入膜组件，水流的冲刷使得污染物颗粒从膜表面脱落下来，并由出口排出。

这样，附着在膜表面以及附着在膜孔中的污染物被清除。

步骤3：

关闭反冲洗水和气的供应，使剩余的水和固体颗粒在重力的作用下排出。

之后恢复到过滤模式。

✓加药反洗

这一反洗过程只包括液体冲洗。

以低压使清水由纤维滤出液侧向纤维原液侧渗透，膜原液侧的污染物及渗入微孔的阻塞物即被洗出。

在反洗过程中，渗透液不要回到循环水罐，以防造成膜净水侧的污染，清洗时间视具体情况而定，一般10～30分钟。

✓在线化学清洗

由于PVDF具有优良的抗污染性，一般用物理清洗即可达到较好的效果，如物理清洗效果不理想，可以进行化学清洗。

在连续过滤设备中，一般3～12周进行化学清洗一次，去除有机物污染，恢复膜通量。

化学清洗时，可采用杀菌性能优异的常用水处理药剂如次氯酸钠、二氧化氯等进行系统杀菌处理，采用NaOH去除膜系统的有机污染，采用HCl或EDTA溶液去除膜系统的无机盐结垢污染。

碱清洗

用400~4000ppm的氢氧化钠水溶液，在膜系统内部低压（<0.05MPa）循环20分钟，浸泡20～120分钟以后，用水清洗至中性。

次氯酸钠清洗

用500～2000ppm（有效氯）次氯酸钠溶液清洗40～60分钟，此清洗剂适用于微生物污染。

稀酸清洗

用浓度为1000~10000ppm的盐酸水溶液清晰浸泡40～60分钟。

此清洗剂适用于无机污染，如：

高硬度水质。

除了使用盐酸，还可使用草酸（1000~5000ppm），柠檬酸（1000~10000ppm）或硝酸（1000~10000ppm）等进行清洗。

EDTA钠盐清洗

可采用二价盐或四价盐，一般浓度为500~4000ppm。

化学清洗浓度根据市场销售的药剂浓度的不同而有差异，另外，浓度随季节的转换有所变动，建议使用药物前，采用实验方法确认候再使用。

标准药液温度为20~40oC。

3.4设备描述

CMF系统由七部分组成——供水系统、主机系统、控制系统、反洗系统、加药系统、清洗系统和供气系统。

✓循环罐

MOTIMO的CMF膜过滤系统采用错流过滤的操作方式，料液在一定压力下流入膜组件，并以一定的角度错流流过膜表面。

一部分料液透过分离膜，称为“透过液”，被截留的部分成为“浓缩液”，含有需要分离的固体颗粒，这些污染物被错流料液带走。

通常错流操作的流速是一定的。

这过滤方式大大降低了浓缩的极化层在膜表面形成的可能性，能保证膜具有较高的稳定的通量，同时也降低了反冲洗和清洗的频率。

浓缩液（约占总流量的25％）没有被直接排放，而是循环流入位于膜处理系统之前的循环罐中。

循环罐一方面用于收集浓缩液，另一方面也起到原水缓冲罐的作用。

循环罐中的水重新被泵入膜组件，与原水一起再一次通过膜。

被截留在膜表面的杂质在系统中进行循环，并最终与反冲洗水一起被排出。

反冲洗水量大约为进水水量的5％左右。

这一错流过滤过程要求膜具有良好的机械性能，并能用于处理含有微小颗粒和杂质的水。

因此，CMF完全可用于制备清洁且几乎不含细菌的水。

✓CMF进料泵

CMF进料泵使原水流入膜组件，透过液由膜外侧透过膜流入中空纤维膜内侧，系统内产生的压力推动透过液进入清水罐，同时推动浓缩液流入循环罐。

进料泵还配有频率转换器，用于检测管路内的进水压力，并将这些信息传递给PLC。

进料泵的转速由PID系统控制，用于维持膜组件进口的恒定压力。

频率转换装置可以保护CMF系统抵御膜组件数量变化或透过液流速变化引起的压力波动。

这一设计可以保证膜不受压力明显变化带来的负面效果，避免了膜损坏。

进料泵的开启、停止以及转速的变化都是根据膜操作限制和处理要求进行自动控制的。

✓保安过滤器

根据进水水质情况，可以在膜组件前端设置一个0.1~0.5mm精度的预过滤器，用于防止大的固体颗粒进入膜组件，对其造成损伤。

预过滤器在自动控制装置和计时器的作用下进行定期清洗，该清洗过程对膜组件的过滤操作没有任何影响，此外，清洗过程的耗水量也相当低。

保安过滤器由不锈钢金属丝制成，具有良好的防腐蚀性能，保证了该装置的使用寿命。

该装置还具有压降小、自动清洗和适用于连续过滤操作等优点。

✓主机系统

CMF主机系统由两套装置构成，每套含有25个膜组件。

下表展示了膜组件的性能和一些操作参数。

表3过滤单元操作参数

Item项目

MOFIVB

UOFIV

Filtrationstyle过滤方式

Outside-inhollowfibermembrane

外压式中空纤维膜

Membranecharacteristic膜特性

Asymmetricandhydrophilic

非对称亲水性膜

Material材料

PVDF

Hollowfiberinsidediameter

中空纤维内径

0.7mm

0.6mm

Hollowfiberoutsidediameter

中空纤维外径

1.2mm

1.1mm

Adhesivematerial粘接材料

Epoxyresin环氧树脂

Shellmaterial外壳材料

UPVC

Membranearea膜面积

Approx.40m2

Hollowfibers/module纤维数/支组件

7680

9240

Poresize孔径

0.2m

0.03m

表4典型操作参数

Item项目

TypicalOperationalparameters典型操作参数

Maximumwatersupplypressure

最大进水压力

0.2Mpa

Maximumsupplywaterflux

最大进水流量

6000L/h/module

Trans-membranepressure跨膜压差

0.15Mpa

Temperaturerange使用温度范围

5-45C

Acidityandalkalinityrange酸碱度范围

pH2-10

Purewaterflux纯水通量

6500-8000L/h

Maximumbackwashwaterquantity

最大反洗水量

3000L/h/module

Backwashwaterflow-rate反洗水流量

2.3t/h/module

✓过滤操作参数

CMF过滤系统由PLC进行自动控制。

清水透过量根据膜组件数量来确定。

PID对由流量计经流量变送器传递的流量数据进行计算，再由PLC控制系统控制进水阀门的开度，以保证透过水流量的稳定。

自动控制系统还避免了人工操作可能带来的错误和问题。

两种控制方式相结合，为CMF过滤系统运行的可靠性提供了保障。

透过液根据后续用途的不同，分别收集入以下几个储罐。

清水罐——主要起到缓冲罐的作用，透过水由此被输送到后续的处理装置，或直接使用

反冲洗罐——储存的透过水用于反冲洗过程

碱洗和酸洗罐——酸、碱试剂在这里被透过水稀释，用于化学清洗过程

下表列举了CMF系统处理二沉池出水的典型操作参数。

表5过滤过程操作参数

Operatingparameters操作参数

Permeateflux/module透过液流量/组件

2t/h

Operatingpressure操作压力

0.03-0.15MPa

Filtrationperiodbetweenbackwashes过滤时间

20min

✓反冲洗系统

由膜外侧流入膜内侧的进水在膜表面积聚起一层颗粒物质，从而导致了一部分膜孔的堵塞。

为了减少膜孔的堵塞并保持良好的膜通量，反冲洗过程需要定期进行。

反冲洗过程由两部分组成：

连续气水反洗和单独水洗。

反冲洗过程进行中，过滤过程暂停。

首先，透过水被泵入透过水出水管。

透过水进入中空纤维的空腔，并有内向外以与过滤方向相反的方向流出膜。

同时，压缩空气也由原水入口进入膜组件，空气的冲刷作用使得纤维之间相互摩擦，与水流的连续冲刷共同作用，能够有效的降附着在膜表面以及膜孔中的颗粒冲刷下来。

之后，停止压缩空气冲洗，而增大反冲洗水的流量用于将残留的污染物从膜孔中冲洗出来，并随水流从膜组件底部排出（不回循环罐）。

表6清洗系统操作参数

StandardBackwash&Water+Air

气水反冲洗

Parametersforeachmodule单个膜组件操作参数

Waterflux水流量

0.3~1.0m3/h·Module

Waterpressure水压

0.03~0.05MPa

Airflux空气流量

5Nm3/h·Module

Airpressure空气压力

0.03~0.05MPa

Time时间

20~40s

Onlywater水洗

Parametersforeachmodule单个膜组件操作参数

Waterflux水流量

2.0~3.0m3/h·Module

Waterpressure水压

0.03MPa

Time时间

20~50s

Discharge排污

Parametersforeachmodule单个膜组件操作参数

Time时间

15~30s

这一反冲洗过程只是一个物理处理过程，而没有添加任何的化学物质。

在一些特殊情况下，当膜污染情况比较严重时，常在反冲洗水中加入低浓度的氧化剂，用于清除那些附