MOTIMO与其他产品的对比分析.doc

Introduction of MOTIMO Section 1 MOTIMO简介2Section 2 膜分离技术3Section 3 MOTIMO连续膜过滤43.1 简介43.2 过程描述53.3 膜设备描述73.4 设备描述93.5 CMF系统流程图14Section 4技术对比分析164.1 中空纤维超滤膜材料性能164.1.1 烯烃类（PP、PE、PVC）164.1.2 聚砜（PS）和聚醚砜（PES）174.1.3 聚偏氟乙烯(PVDF)184.2 主要超滤膜材料性能的评价184.3 中空纤维超滤膜过滤层结构（海绵体、指状孔）比较214.4 中空纤维超滤膜过滤方式（内外压）比较22Section 1 MOTIMO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）ibmPage 241/27/2020- 24 -Section 2 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0.20.6m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 膜分离孔径细菌、悬浮物，贾第鞭毛虫，隐孢子虫，酵母蛋白质、病毒、盐、胶体盐、胶体、杀虫剂蛋白质、病毒盐、胶体、杀虫剂盐盐水微滤超滤纳滤反渗透图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。Section 3 MOTIMO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95CMF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4 CMF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0.03m/0.2m。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5 CMF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。MOTIMO MOF-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MOF IVBUOF IVPure water flux (25oC, 0.1MPa)纯水初始通量65008000L/h 50007000L/hPure water flux rate纯水初始流率 (25oC, 0.1Mpa, per m2)162.5200L/h/m2125175L/h/m2Permeate turbidity 产水浊度0.2NTUSS* 悬浮物1mg/LE.Coli* 大肠杆菌群NoneWarranty 保证使用年限35 years (depending on treatment process)Specification规格Membrane style 膜过滤形式Outside-in hollow fiber membraneMaterial 膜材质PVDFHollow fiber inside diameter中空纤维内径0.7mm0.6mmHollow fiber outside diameter中空纤维外径1.2mm1.1mmAdhesive material 纤维粘接材料Epoxy resinShell material 外壳材料UPVCMembrane area 膜面积40m2Hollow fibers per module每支组件纤维数76809240MWCO / pore size 切割分子量/截留孔径0.2m0.03mTypical Operational Parameters使用条件Designed water flux for secondary sedimentation tank (20oC, 0.1Mpa) 二沉池出水设计通量20002500L/h15002000L/hMaximum water supply pressure最大进水压力0.2 MpaMaximum supply water flux最大进水流量6000L/hTrans membrane pressure最大跨膜压差0.15MpaTemperature range 使用温度范围5-45CAcidity and alkalinity range 酸碱度范围pH 2-10Operation type 运行方式Volume filtration or cross-flow filtration 全量过滤或错流过滤Maximum backwash water quantity 最大反洗水流量3000L/h/moduleTypical Process Parameters典型工艺条件Air consumption 气洗流量2.55m3/h/moduleBackwash time 反洗时间2060 sBackwash pressure 反洗水压力0.030.05 MpaBackwash water flux 反洗水流量(air+water) 气水双洗0.31.0m3/h/moduleBackwash water flux 反洗水流量(only water) 只用水反洗22.5m3/h/moduleBackwash time 反洗时间2060 sPermeate flux* 产水量设定2000L/hOperating pressure 使用压力0.030.12MpaChemical wash period 化学正洗周期312 weeksIn-line water wash period在线水清洗周期5090s/2060min* 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0.030.2MPa，出口压力为0.010.04MPa。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40120L/m2h左右。每一个过滤循环的典型操作时间为2060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46 m3/h/module，清洗时间设定为1060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2060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1030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312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4004000ppm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20120分钟以后，用水清洗至中性。次氯酸钠清洗 用5002000ppm（有效氯）次氯酸钠溶液清洗4060分钟，此清洗剂适用于微生物污染。稀酸清洗 用浓度为100010000ppm的盐酸水溶液清晰浸泡4060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（10005000ppm），柠檬酸（100010000ppm）或硝酸（100010000ppm）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5004000ppm。 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2040oC。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0.10.5mm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MOF IVBUOF IVFiltration style 过滤方式Outside-in hollow fiber membrane外压式中空纤维膜Membrane characteristic 膜特性Asymmetric and hydrophilic非对称亲水性膜Material 材料PVDFHollow fiber inside diameter 中空纤维内径0.7mm0.6mmHollow fiber outside diameter中空纤维外径1.2mm1.1mmAdhesive material 粘接材料Epoxy resin 环氧树脂Shell material 外壳材料UPVCMembrane area 膜面积Approx.40m2Hollow fibers/ module 纤维数/支组件76809240Pore size 孔径0.2mm0.03mm表4 典型操作参数Item 项目Typical Operational parameters典型操作参数Maximum water supply pressure 最大进水压力0.2 MpaMaximum supply water flux 最大进水流量6000L/h/moduleTrans-membrane pressure 跨膜压差0.15 MpaTemperature range 使用温度范围5-45 CAcidity and alkalinity range 酸碱度范围pH 2-10Pure water flux 纯水通量6500-8000L/hMaximum backwash water quantity最大反洗水量3000 L/h/moduleBackwash water flow-rate 反洗水流量2.3 t/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Operating parameters 操作参数Permeate flux/module 透过液流量/组件2 t/hOperating pressure 操作压力0.03-0.15MPaFiltration period between backwashes 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Standard Backwash & Water + Air气水反冲洗Parameters for each module 单个膜组件操作参数Water flux 水流量0.31.0 m3/hModuleWater pressure 水压0.030.05MPaAir flux 空气流量5 N m3/hModuleAir pressure 空气压力0.030.05MPaTime 时间2040 sOnly water 水洗Parameters for each module 单个膜组件操作参数Water flux 水流量2.03.0 m3/hModuleWater pressure 水压0.03 MPaTime 时间2050 sDischarge 排污Parameters for each module 单个膜组件操作参数Time 时间1530 s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，用于清除那些附着在膜表面和膜孔中的难于清除的污染物。但是，通常情况下，加药反洗过程只在660次物理清洗过程之后进行一次。在加药反洗过程中，用于加入反冲洗水的化学物质包括：氧化剂如氯、臭氧、氧化氯或NaClO，用于氧化膜表面的微生物酸如HCl，用于除去无机污垢碱性物质如NaOH，用于除去有机污垢 在线化学清洗PVDF具有良好的抗污染性能和物理化学稳定性，在通常的物理清洗和化学清洗过程中，PVDF能有效的降低跨膜压力并保持较高的水通量。但是，仍有小部分进水中的颗粒物质会聚积在膜表面，而通过常规的水洗、气洗或者短时间的化学清洗难于清除。因此，由于这些污垢的作用，跨膜压力在随着过滤过程的进行逐渐升高。为了解决这一问题，每隔35周需要进行一次化学清洗。用于化学清洗的化学物质主要包括：Sodium hypochlorite (NaClO) 次氯酸钠Hydrochloric acid (HCl)盐酸Sodium hydroxide (NaOH)氢氧化钠次氯酸钠清洗次氯酸钠清洗的主要目的是为了清除膜表面的微生物和细菌。商品次氯酸钠试剂（通常是10的溶液）在碱洗罐中被稀释至300ppm至1000ppm，所得溶液由碱洗泵输送至膜组件，并在低压下在中空纤维内循环4090分钟。接着中空纤维膜需要在溶液中浸泡1020分钟。浸泡之后，化学洗液被排放至中和罐。最后，碱洗罐再次被透过水注满，这些水被再次注入膜组件用于冲洗残余在膜中的化学物质。在清洗过程中，需要不断对清洗水进行取样分析，以便检测其pH值的变化。当清洗水的pH值达到7时，方可停止清洗过程。一个完整的清洗过程包括化学溶液清洗到最终的清洗水排放，这一过程大约持续70140分钟。盐酸盐酸用于除去沉积在膜表面的来自原水的无机污染物。商品HCl（通常浓度为33）在酸洗罐中被稀释至3000ppm到5000ppm，酸洗的过程同碱洗类似，包括化学溶液对膜组件的循环清洗、浸泡，透过水对膜组件的清洗。氢氧化钠氢氧化钠用于除去聚积在膜表面和膜孔中的有机污染物。首先需要将用于配制NaClO溶液的碱洗罐中残余的NaClO清洗干净。接下来将浓氢氧化钠在碱洗罐中稀释至400ppm到600ppm。同前面描述的清洗过程类似，一个包括循环清洗、浸泡以及透过水漂洗的过程也需要在碱洗过程中重复。 对各膜组件清洗的操作参数列表如下。表7 各膜组件清洗操作参数Chemical dilution concentration 稀释溶液浓度Sodium hypochlorite (NaClO) 次氯酸钠300 mg/LHydrochloric acid (HCl) 盐酸3000 mg/LSodium hydroxide (NaOH) 氢氧化钠400600 mg/LCIP (same sequences for 3 chemicals) 三个清洗过程相同Filtration with chemical dilution 稀释溶液过滤Velocity 滤速11.5 m/sPressure 压力0.030.15MPaTime 时间50 minSoaking 浸泡Time 时间1020 minCleaning with permeate 透过水清洗Velocity 清洗速度11.5 m/sPressure 压力0.030.1MPaTime 时间2030 min 维护脱机查漏和修复工作在每个膜组件被装配到过滤设备以前就已经进行了，这一项工作是质量检查过程中所必须的。在过滤单元的操作过程中，在线查漏是通过安装在膜组件透过水出口端的透明管来实现的。如果有气泡被透过水夹带着通过这一透明管，就需要对这一组件进行脱机检查。脱机检查包括打开膜组件的一端封口，使所有中空纤维的一端暴露出来，将低压空气从浓缩液住口泵入膜组件，同时将低压水从透过液出口端泵入膜组件。如果有气泡产生，说明纤维有缺陷。漏点的修复方法如下：将有缺陷的膜组件装1/3的水，将膜组件竖直放置2小时，最后用优质的环氧树脂密封每个有缺陷的纤维。当膜组件晾干以后，再次进行检查，以确保所有的缺陷都已经被修复。修复的膜组件可被重新安装到过滤系统中。3.5 CMF系统流程图图 6 CMF系统流程图 Section 4技术对比分析4.1 中空纤维超滤膜材料性能 目前市场上比较常见的是聚砜（PS）、聚丙烯（PP）、聚乙烯（PE）、聚氯乙稀（PVC）、聚醚砜（PES）、聚偏氟乙烯（PVDF）等六类。 其中，PS多用于水质较好的处理过程（如纯水制备）、血液透析、气体分离等领域。PE、PP、PVC多用于水净化领域（如自来水处理等）。PES的适应性较强，可适用于水净化、中水回用等领域。PVDF适应性最强，可适用于水净化、中水回用、工业废水处理等各个领域。4.1.1 烯烃类（PP、PE、PVC）（1）聚乙烯（PE）聚乙烯是最结构简单的高分子，也是应用最广泛的高分子材料。它是由重复的CH2单元连接而成的。聚乙烯是通过乙烯（ CH2=CH2 ）的加成聚合而成的。聚乙烯的性能取决于它的聚合方式。在中等压力(15-30大气压)有机化合物催化条件下进行Ziegler-Natta聚合而成的是高密度聚乙烯(HDPE)。这种条件下聚合的聚乙烯分子是线性的，且分子链很长，分子量高达几十万。如果是在高压力(100-300MPa)，高温(190210C)，过氧化物催化条件下自由基聚合，生产出的则是低密度聚乙烯(LDPE)，它是支化结构的。聚乙烯无臭，无毒，具有优良的耐低温性能(最低使用温度可达-70-100)，化学稳定性好，能耐大多数酸碱（盐酸、柠檬酸等）的侵蚀，耐氧化性能差，不耐氧化剂和具有氧化性质的酸。常温下可耐受一般溶剂（醇、烃等）；耐热老化性差。（2）聚丙稀（PP）聚丙烯(polypropylene)的分子结构式为：聚丙烯的分子结构为典型的主体规整结构，为结晶聚合物，其分子量为1050万。比重：0.9-0.91克/立方厘米，成型收缩率:1.02.5% 成型温度：160-220 聚丙烯的特点：强度、刚度、硬度耐热性均优于低压聚乙烯，可在100左右使用，具有良好的电性能和高频绝缘性不受湿度影响，但低温时变脆、不耐磨、易老化，可耐一般的酸碱和化学溶剂，耐氧化剂性能差。（3）聚氯乙稀（PVC）聚氯乙稀（PVC）是产量最大的三大合成树脂之一，是一种非结晶态的热塑性塑料，没有明显的熔点，玻璃化转变温度在80左右，常温条件下韧性较差。PVC可耐甲醇、乙醇、乙二醇、醇类、醋酸等，不耐丙酮、环己酮、硝基苯等有机溶剂。PVC耐氧化性能与聚乙烯（PE）接近，在氧化物存在条件下，易发生部分分解。同时，PVC分子中含有氯元素，在长期使用过程中会发生析出，影响过滤水质。4.1.2 聚砜（PS）和聚醚砜（PES）（1）聚砜（PS）聚砜（PS）是一类在分子主链上含有砜基的芳香族非结晶高性能的热塑性工程塑料。PS可溶于二氯甲烷、二氯乙烯和芳烃等极性有机溶剂，相对密度1.24，吸水性(24h)0.22，成型收缩率0.7；熔融温度190；，玻璃化温度150，热变形温度(1.82MPa)174，连续使用温度-1.00+150；拉伸强度71.54MPa，弯曲强度105.8MPa，压缩强度95.1MPa，拉伸模量2.5GPa，缺口冲击强度(kJ/m2)6.97.8；体积电阻率1015cm。聚砜的主链为苯环，通过醚、砜、异丙基等基“铰链“联接而成，因此兼有聚芳砜的刚性、耐热性及聚芳醚的柔性，水解稳定性、尺寸稳定性好，在室温下具有良好的形变稳定性；具有突出的热稳定性，长期使用温度为160，短期使用温度为190，能在-100+150范围内保持良好的性能。PS具有优良的力学性能，拉伸强度为7075MPa，弯曲模量2680MPa，并具有突出的长期耐蠕变性，在长期时间使用过程中机械性能仍能保持不变。在150下长时间热老化时，其物理性能和电性能变化甚小，且耐蒸汽性能优良，它的寿命在145蒸汽下至少为12年。PS易于加工成型，可耐受常见的酸、碱、醇、脂肪烃等化学试剂。PS不耐硝酸、硫酸等强酸，不耐强氧化剂（如次氯酸钠、二氧化氯、双氧水、臭氧等），不耐极性溶剂（如二氯甲烷、二氯乙烯和芳烃）。（2） 聚醚砜(PES)聚醚砜分子结构如下：PES分子结构中的-SO2集团由于两侧苯基的存在而比较稳定，苯醚或者苯砜集团具有一定的热稳定性和抗氧化性。由于聚醚砜分子结构中不存在任何酯类结构的单元，聚醚砜具有出色的热性能和较强的氧化稳定性。聚醚砜连续使用温度为180，聚醚砜耐应力开裂，不溶于极性溶剂如酮类和一些含卤碳氢化合物。耐水解，耐大多数酸、碱、脂类碳氢化合物、醇、油及脂类。可以通过对其分子量的控制或添加各种增强材料、各种纤维，以提高聚合物的性能。该树脂满足美国FDA要求可使用于与食品接触的制件。特点： pH耐受范围宽，可以达到2-10； 易加工成型，可制成多孔径的膜，从1nm到0，2m； 耐多数化学溶剂性能较好。但不耐芳烃、酮、醚、酯等。缺点： 耐压性能不好，平板膜低于7bar。聚砜中空纤维膜低于1.7bar。 疏水性，易于污堵。 耐氧化性较PS强，但长期或者高浓度的氧化性清洗剂会对膜材料造成一定的破坏。4.1.3 聚偏氟乙烯(PVDF)聚偏氟乙烯（PVDF）是一种半结晶态的聚合物，密度为1.751.78g/cm3，吸水率PESPVCPEPPPS。对于常见的氧化剂的耐受能力依次为PVDFPESPVCPEPPPS。对于常见的有机溶剂的耐受能力依次为PVDFPESPVCPEPPPS。表8 中空纤维膜材料耐化学剂性能材质，化学剂聚偏氟乙烯（PVDF）聚醚砜（PES）聚氯乙烯（PVC）聚乙烯酸冰醋酸CNNN醋酸，25%CCCC盐酸，25%CCCC硫酸，25%C-碱NaOH,3NC-醇类丁醇LLLL苯甲醇CNNN乙醇C甘油CCCC烃类己烷CLLL二甲苯CCCC甲苯CSSS苯CSSS卤代烃四氯化碳CCCC氯仿（三氯甲烷）CNNN氯甲烷CNNN氟利昂C-三氯乙烷CNNN酮类丙酮CNNN甲乙酮LNNN甲基异丁基酮N-酯类醋酸戊酯L-醋酸乙酯LNNN醋酸甲酯