反渗透系统的性能变化分析及量化评价方法㈠
1.反渗透技术的应用状况
我国反渗透枝术实现工业化应用已有相当长的时间，但反渗透设备大规模进入工业生产和人民生活中的时间并不长，1995年美国海德能公司进入中国市场推动反渗透膜产品的应用，随后几年反渗透技术迅速产业化并逐步形成一个脱盐水装置的设计、安装和售后服务的市场，并带动配套装置国产化后，开始了大规模、更深程度上的应用、目前已在电力、石油、化工、冶金、电子、医药、食品等行业以及市政给水、苦咸水／海水淡化等方面得到了广泛应用. 与传统的离子交换、电渗析等方法相比，反渗透具有脱盐效率高、操作维护简便、运行成本低等显著特点，经过近10年的发展，反渗透膜法
已取代传统脱盐方法占领了脱盐制备工艺的绝大部分市场份额. 伴随着反渗透水处理设备的国家标准的出台，又极大地促进了反渗透技术的应用和普及。
目前，我国的生产总量及单项反渗透工程规模尚属初级水平，但发展速度很快，市场潜力巨大. 据报道，目前国内工业用产水量超过
随着反渗透设备的广泛应用，具备对系统分析、设备维修及清洗等工作的专业性要求越来越强，一些专业系统维护公司也应运而生，但大多数企业还是依照操作手册在摸索经验，故希望通过交流经验促进企业设备维护水平的提高。
2、反渗透系统运行指标下降成因
一般反渗透设备运行一段时间后，系统会出现指标下降的现象，造成系统指标下降的原因有许多，有外部原因和系统内部原因，总之首先要分析原因所在，对症下药，需要说明的是一些外部原因也能造成系统指标下降. 例如系统外部进水条件变化、水质、水量变化、泵保护系统等，特别是预处理系统，经验表明膜污染的成因多半都与预处理系统的设计和当前工作状况有关.
2.1 由外部原因可能引起的系统变化
造成膜系统指标下降的外部原因，首先需分析其现象，明确是机械原因还是化学原因，机械故障往往也会使水处理达不到指标，例如O型圈的损坏造成浓水泄漏、泵的损坏、仪表精度降低、甚至管道阀门损坏，都会造成水处理过程不达标. 如发现膜组件有渗漏现象，要采用一定手段检测出发生故障是那一根组件，并取出这根组件更换；化学原因比较复杂，可能有如下原因：１）酸添加量不适当，高剂量会损坏膜（超出pＨ范围），引起结垢（如采用添加硫酸），过低剂量没有达到设计要求，起不到抑制结垢的作用；２）阻垢剂添加选型不适，添加剂量不足.稳妥的办法应该对进水条件定期进行检测，并对运行条件重新测算，看其运行范围是否合理，如果进水条件发生较大变化，就应对系统运行参数进行一定的调整. 另处，还应对膜表面的结垢进行化学分析，以了解准确的成垢原因，专业设备可以非损坏性检测，也可以对膜组件进行损坏性获取，但通常不值得破坏膜组件来取得，一个简单的办法是从精滤器过滤材料表面取用垢样进行分析，试验表明精滤器结垢组成与膜组件结垢基本接近.
2.2 由膜组件引起的变化
由膜组件引起的性能下降主要是指膜污染原因造成的性能下降，膜污染如微生物污染、浓差极化造成的化学结垢、胶体污堵等形式.
反渗透系统采用的膜组件一般有两类. 一是醋酸纤维素（CA）膜组件，现在一般较少使用，CA膜的特点是组件运行所需压力高，造成运行成本高，同时易被细菌污染,并成为细菌的营养源和繁殖地，但CA膜的耐氧化性能较好，因此可在进水中加入NaClO等氧化性抑菌剂，可以有效控制CA膜RO元件的微生物污染，因其高能耗及易生物污染等原因，致使CA膜用量逐渐减少.
另一类是目前普遍使用的低压TFC膜. 它是在聚矾（PS）材料上复合厚约0.2μm的芳香聚酰胺（CPA）超薄脱盐层的膜. 它具有产水通量大、脱盐率高、运行压力低等优点，耐细菌性能亦比CA膜好. 一般认为无需在RO进口水中加抑菌剂，但由于TFC膜耐氧化性差，对水中含氯量有严格的要求（Cl2＜0.1mg/L），因此使用低压TFC膜一段时间后可能在膜表面细菌大量繁殖而造成微生物污染. 试验结果表明，以地表水为系统进水的反渗透系统，运行一段时间后，在出水中就能检测到大量细菌，而且在其后的管道、设备、水箱等内壁处，包括RO容器内壁及RO元件内层均发现大量菌膜粘液，在我们施工安装的设备运行中，往往开始时仅在前段RO组件中发现污堵物（菌膜粘液），随着就在整个RO组件中都发现污堵物.
2.3 浓差极化现象造成成的化学结垢
渗透过程中由于离子扩散在膜表面形成边界层，边界层中盐的浓度比进水中的浓度大许多，并可能持续升高，我们把这种边界层中盐浓度持续升高的现象叫浓差极化. 由于浓差极化现象，反渗透过程的运行就必须克服更高的压力，浓差极化程度越严重，要达到相同水通量所消耗的能量就越多，同时边界层中成垢盐的浓度一旦达到饱和浓度，就会形成结垢. 在系统软件中，通过控制浓差极化趋向程度来防止膜表面结垢的发生，趋向程度大小是由Beta值表示的，一般要求Beta值在一个经验范围内运行，保守设计要求反渗透末端组件膜表面Ｂeta值不超过1.2.
为有效降低浓差极化影响，通常在预处理中采用加酸（H2SO4）处理、进膜前加软化器来分别降低碱度、硬度，达到降低结垢发生的目的. 加入阻垢剂也是一种有效处理手，有效的阻垢剂可以成倍地提高可能结垢的饱和浓度，并影响成垢化学结构，使系统在结垢条件下，仍然正常运行，实际中各工程公司依据经验选择药剂类型用量和Beta值，但各类设计者掌握经验程度是十分不同的，如何寻优仍然是设计中普遍存在的重要问题. 目前仍没有成熟的计算公式或连续图谱可供参考. 基于对优化设计中难溶盐饱和度这一核心问题的分析，初步研究表明优化设计问题被划分为：临界低难溶盐、高难溶盐、低难溶盐三类原水水质条件，对各种条件和参数进行寻优处理，而膜阻垢药剂类型浓度与浓缩倍数影响系数的计算上是一个比较复杂的处理过程，有一家公司开展了这项工作，例如美国PWT公司提供在线的计算和设计建议，但不足的是仅对其所提供的药剂进行数据处理.
2.4 胶体污染的成因与特征
在RO膜表面常会形成一层凝胶层，粘附在膜表面上，就是胶体污染物，SiO2是天然水体的一种主要胶体物，其水解在硅酸（H2SiO3）呈溶解状态，即胶体硅酸，由于硅酸在水中的溶解度很小（