---

随着水资源的短缺（quē）,海水淡化和污水回用已越来越（yuè）受到人们的重视。在海水（shuǐ）淡化和污水回用（yòng）中,反渗透被认为是一（yī）种可行且有效的（de）技（jì）术。然而,在反渗（shèn）透（tòu）系统的运（yùn）行（háng）过程中,不可（kě）避免（miǎn）地存在（zài）膜污染问题（tí）,成为（wéi）制约其应用（yòng）的瓶颈。膜污染（rǎn）不仅（jǐn）会（huì）降低产水量和产水（shuǐ）水质,还（hái）增（zēng）加了（le）操作压（yā）力,致使水处理成本增加（jiā）,同（tóng）时还会对膜（mó）本（běn）身产（chǎn）生影响。

有机污染是海水（shuǐ）淡化和污水回用面临的最大也最难解（jiě）决的问题。L.Weinrich等总结发现海水淡化（huà）反渗透中40%的（de）产（chǎn）水（shuǐ）下降（jiàng）是由（yóu）有机（jī）物（wù）和（hé）微生物污染引起（qǐ）。有机物中的腐（fǔ）殖酸、多糖（táng）、蛋（dàn）白质等均会（huì）导致（zhì）严（yán）重的膜（mó）污（wū）染。因此,进行反渗透膜有机污（wū）染控制研究势在（zài）必行。

目（mù）前,反渗透膜有机污染控制方法主要有进水预处理（lǐ）、操作条（tiáo）件优化（huà）、添加阻垢剂、膜表（biǎo）面改性、清洗等,均能在一定程度上减缓反渗（shèn）透（tòu）膜（mó）的有机污（wū）染。

1进水（shuǐ）预处理

反渗透膜的性能与（yǔ）进水水质（zhì）息息（xī）相关,因此对进水（shuǐ）进行预处理是十分必要的。传统的预处理（lǐ）方法（fǎ）包括调节pH、混凝、深层过滤（lǜ）、吸附、溶气气（qì）浮和低压（yā）膜过滤(超滤和微滤)等,可以对悬浮固体、浊度（dù）和有机（jī）物等进行有效的（de）去除。

H.Huang等用超滤、磁性离子交换树脂-超滤和磁性离（lí）子（zǐ）交换树脂-混（hún）凝（níng）-超滤对反渗透进水进行了预处理。超滤能够（gòu）有效（xiào）去除（chú）进（jìn）水中的高分（fèn）子（zǐ）质（zhì）量天然有机物（wù）,在试验时间内(48h)控制反渗（shèn）透膜的有机污（wū）染。在超滤前加（jiā）磁性离子交换树脂处理（lǐ）可以增加对相（xiàng）对分子（zǐ）质量大约（yuē）在700~900的中（zhōng）分子质量天然（rán）有机物以（yǐ）及相对（duì）分子质量低（dī）于200的低相对分子质量天然（rán）有（yǒu）机物的去（qù）除。而磁性离（lí）子交换树脂（zhī）-混凝-超滤与磁（cí）性离子交换树脂-超滤相比,仅仅略微提（tí）高了对中（zhōng）相（xiàng）对（duì）分子质（zhì）量（liàng）以及低（dī）相对分子质量组分的（de）去除。两种组合工艺均（jun1）能减缓反渗透膜的有机污染。

S.Jeong等（děng）就3种浸（jìn）没式膜混合系统(SMHSs)作为海水淡化的（de）预处理系统进行了研究。试（shì）验结果表明（míng）:浸没式膜（mó）混凝吸附混合系统(SMCAHS)效果（guǒ）最好,含有0.5mg/L的Fe3+和（hé）0.5g/L的粉末活性炭就能使超过72%的（de）溶解性有机碳（tàn）(DOC)得以去除（chú）,特别是除去了大（dà）量的生物聚合（hé）物（wù）和腐（fǔ）殖质,明显（xiǎn）减缓了污染的趋势。

J.A.Lopez-Ramirez等对活性污泥处理单元（yuán）的二次出水进（jìn）行了预处（chù）理,分三级:强（qiáng）化处理、适度处理和最低限度处（chù）理。膜的性能随预处理（lǐ）变化而变（biàn）化,研究建议进（jìn）行强化（huà）预处理（lǐ）(用三氯化铁和聚电解（jiě）质混凝并且在高pH下（xià）沉淀)以保（bǎo）护膜。

F.C.Kent等研究了膜生（shēng）物（wù）反应器(MBR)和（hé）传统活性污（wū）泥加三级（jí）膜过滤(CAS-TMF)两种预处理方（fāng）法对反渗透污（wū）染的影（yǐng）响（xiǎng）。研究结果表明（míng）:膜生物（wù）反应器对反渗透污染减（jiǎn）缓的效果好于传统（tǒng）活性污泥加（jiā）三级膜过滤。

2优化（huà）操作条件

反渗透系统的操作条件,包括温度、错流速率、初（chū）始通量（liàng）,会影响反渗透膜的有（yǒu）机污染（rǎn）程（chéng）度。因（yīn）此,在满足生产需要的基础上（shàng）,控制初始通量略低于（yú）临界通（tōng）量(criticalflux),较高的错流速率和合（hé）适（shì）的温（wēn）度均利于减缓反渗（shèn）透膜的（de）有机污染。

H.Mo等研究发现（xiàn）,在pH分别为4.9和（hé）7时,随着温度（dù）的升高,Zeta电位（wèi）略（luè）微变正,导致了牛血清蛋白分子间及牛血清蛋白与（yǔ）膜表（biǎo）面之间静电斥力的（de）降低,加速了牛血清蛋白在膜表（biǎo）面的累积,反渗透膜（mó）蛋白质污染（rǎn）加重。与（yǔ）之对应的是,温度越高,水（shuǐ）通（tōng）量下降越（yuè）迅速,同样（yàng）表明较（jiào）高温度下（xià）反（fǎn）渗（shèn）透（tòu）膜蛋白质污染（rǎn）越重。因此控制合（hé）适的温度将减缓反渗透（tòu）膜的蛋白质污染。

Y.Yu等研究（jiū）发现,随着初始通量的增加,水通量下降趋势越明显（xiǎn）。另外,在高初（chū）始通（tōng）量下腐殖（zhí）酸污染层是（shì）厚且（qiě）致（zhì）密的,而在低初始通量下污染层是疏（shū）松且不完整的。高初始通量引（yǐn）起的浓差极化导致（zhì）了膜表面腐植酸和（hé）盐浓度的增加（jiā）,促（cù）进了反渗透膜的腐植酸（suān）污染。由此需（xū）控（kòng）制（zhì）初（chū）始通量在一定范围内,以减缓反渗透（tòu）膜（mó）的腐植（zhí）酸污（wū）染。

M.Sir等研究发现,当操（cāo）作压力低于临界压（yā）力（lì）时,在膜（mó）表面的（de）上方仅存在浓差极化层（céng）,而当操作压（yā）力超出临界压力（lì）时,在膜表面和浓差极化层之间会形成污染层。因此建议（yì）控制初始通量略微低于临（lín）界通量以最小化膜（mó）污染,同时（shí）最大化生产力。

3添加阻垢（gòu）剂

阻垢剂（jì）常用于控制反渗透膜无机盐垢污染,如CaCO3垢（gòu）、CaSO4垢、BaSO4垢（gòu）、硅垢等,相关（guān）的研究（jiū）报（bào）道也较多。然而,关于（yú）用阻垢剂来减（jiǎn）缓有机污染的研（yán）究却很少,但其却是（shì）一种控（kòng）制（zhì）反渗透（tòu）膜有机污染的有效方法。

Qingfeng Yang等进行了聚天冬氨酸(PASP)减缓反渗透膜腐殖酸污染的研究。当Ca2+浓度在一定范围内时,Ca2+会在（zài）腐（fǔ）殖酸(HA)和PASP之（zhī）间架桥,形成水（shuǐ）溶性的、不易沉积在（zài）膜表面的复合物HA-Ca-PASP,减缓腐殖酸对反渗透膜的污染,且随着Ca2+浓度的增加,减缓作用（yòng）愈强。当不存在Ca2+时,PASP通（tōng）过分子中含有的-NH与腐殖酸（suān）结（jié）合,也能起到减缓腐（fǔ）殖酸污染的作用,但抑制率较（jiào）含Ca2+时低。随（suí）着PASP投（tóu）加质量浓度(从2~10mg/L)的增加抑（yì）制率（lǜ）增大,在PASP质（zhì）量浓度为10mg/L时抑制率达到了（le）91%,此时HA-Ca复合物被PASP稳定在水中。然而,当投加过量(50mg/L)时,PASP的抑制率下降（jiàng）到（dào）了35%,此（cǐ）时HA-Ca-PASP的水溶性（xìng）降（jiàng）低了。较高的pH利于腐殖酸污染（rǎn）的控制,高pH时（shí）PASP的抑（yì）制率比低pH时（shí）PASP的抑（yì）制（zhì）率高,因为高pH时腐殖酸大分子与膜（mó）表面的静电斥力增加了。投加PASP后,腐殖酸污染受（shòu）初始（shǐ）通量和错流速率（lǜ）变化的影响较（jiào）小,且（qiě）随着（zhe）初始通量的降低、错流速率的增加以及进水温度的降低而减弱（ruò）。

Qingfeng Yang等（děng）还进行了阻（zǔ）垢剂控制反（fǎn）渗透系（xì）统蛋（dàn）白质污染的研究（jiū）。当PASP投加质量浓度（dù）在2~10mg/L时,抑制率随着药剂浓度的（de）增加而增大（dà）,10mg/L时达到了96%,而当投加过量(50mg/L)时（shí）,抑制率下降,仅有38%。另一种（zhǒng）阻垢剂LB-0100在投加质量浓度为5mg/L时抑制率为65%,而当投加质量浓度增加到50mg/L时反而促进了反（fǎn）渗透膜（mó）的污染。因此,最（zuì）佳投加浓度的确定至关重要,因（yīn）为药剂投（tóu）加过（guò）量时形成的复合物（wù）水溶性会下降。当Ca2+浓（nóng）度在（zài）一定范围内时,Ca2+会在牛血（xuè）清（qīng）蛋白（bái）(BSA)和（hé）PASP之间架桥,形成水（shuǐ）溶性、不（bú）易沉积在膜表面的（de）复合（hé）物BSA-Ca-PASP,减缓牛血清（qīng）蛋白对反渗透膜的（de）污染,且随着Ca2+浓（nóng）度（dù）的增加,减缓作用增强。当不含有Ca2+时,PASP通过分子（zǐ）中含有的（de）-NH与牛（niú）血（xuè）清蛋白结合,也能起到减（jiǎn）缓牛血清（qīng）蛋（dàn）白污染的作用,但抑制率较（jiào）含Ca2+时（shí）低。这（zhè）与（yǔ）PASP减缓腐殖（zhí）酸（suān）污（wū）染的（de）机理大致相同。投加PASP后,牛血清蛋白对反渗透膜的污染受pH、初始通量（liàng）、错流速（sù）率以及（jí）温度变化的（de）影响较小,且在较高pH(高于牛血（xuè）清蛋白的等（děng）电点)、较低初（chū）始通（tōng）量、较高错流（liú）速率以及较高温度下（xià）PASP的抑制率更高（gāo）。

4膜表（biǎo）面改性

反渗透膜的污染与（yǔ）其（qí）表面性质关系密切。一般来说,膜（mó）表面亲（qīn）水性（xìng）越强污染阻力越大,表面越平滑污染（rǎn）几率越低,静电斥力（lì）越高污染速率（lǜ）越（yuè）低。因此,常结（jié）合（hé）处理（lǐ）对象对膜（mó）进行改性（xìng）,以提高（gāo）反渗透（tòu）膜的抗污染能力。

Qibo Cheng等对商（shāng）品复合反渗透膜（mó）进（jìn）行了表（biǎo）面改（gǎi）性,接枝聚合（hé）了N-异丙基（jī）丙烯酰胺（àn）和丙烯酸。改性后的膜表面（miàn）变得更加亲水和（hé）带负电荷,在一（yī）定条件下的（de）水通量和（hé）脱盐率均提高了。牛血清（qīng）蛋白（bái）污染试验结果表明（míng）:改性能减缓（huǎn）污染物在膜（mó）表面的沉积,牛血清蛋白分（fèn）子（zǐ）与膜表面之间静（jìng）电斥力的增（zēng）加和（hé）疏水（shuǐ）作用的（de）降（jiàng）低提（tí）高了污染阻力（lì）。

Guodong Kang等对商品复合聚酰胺反（fǎn）渗透膜（mó）进行（háng）了表面（miàn）改性,接枝了聚乙二醇衍生物。与未改（gǎi）性（xìng）的（de）膜相比,改性后（hòu）的膜（mó）抗进（jìn）水中蛋白（bái）质以及阳离子表面（miàn）活性剂污染的能力（lì）更（gèng）强。

Sanchuan Yu等在复合聚酰胺反渗（shèn）透（tòu）膜表（biǎo）面涂（tú）覆一层天然（rán）疏（shū）水聚合物丝胶,以提高（gāo）其（qí）抗（kàng）污染性能。涂（tú）覆丝胶后的膜表面亲水性增强,负电荷增多,且更加平（píng）滑,纯水渗透（tòu）和盐透过系数均降（jiàng）低（dī）了。改性后的反渗透膜抗牛血清蛋白污染能（néng）力增加了,由此也（yě）减缓了（le）污染物的沉（chén）积（jī）,减慢了水通量下降（jiàng）的速率。

5清洗（xǐ）

尽管（guǎn）对膜污染的控（kòng）制做了许多（duō）努力,如改善膜性能、优化（huà）操作条件（jiàn）和进（jìn）水预处理,但膜污（wū）染仍不可避免。因（yīn）此,为了确保（bǎo）膜（mó）技术的成功（gōng）应用,对膜进（jìn）行化学清（qīng）洗以除去（qù）表面污染层是十分必要的。

S.Lee等就盐对反渗透膜有（yǒu）机（jī）污染的（de）清洗进（jìn）行了研（yán）究。影（yǐng）响盐清洗（xǐ）效率的因（yīn）素包（bāo）括化学因素（sù）(盐浓度、盐（yán）类型以及有机污染的组成)和物理因素(清洗接触时间（jiān）、错流（liú）速率、清洗液温度（dù）和（hé）渗透（tòu）速率（lǜ）)。研究结果表明:对被亲水有机污染物(如海（hǎi）藻（zǎo）酸（suān）和果（guǒ）胶（jiāo）)形成的凝（níng）胶层污染的反渗透膜,盐清洗是特别有效的。可能的清（qīng）洗机理为:在（zài）盐清洗过程中,海藻酸凝（níng）胶层（céng）发生膨胀,导致凝胶（jiāo）网络完（wán）整性减（jiǎn）弱,此时Na+和（hé）Ca2+之（zhī）间的离（lí）子交换反（fǎn）应（yīng）随之发生,致使交联海藻酸凝胶网络（luò）发生断（duàn）裂,Ca2+和海藻酸分子通过（guò）传（chuán）质作（zuò）用被释放到（dào）本体溶液中。

Xue Jin等用EDTA对膜进行了化学清洗,发现其能够破坏海（hǎi）藻酸凝胶层中钙离（lí）子与羧基之间的相互（hù）作用,使海藻酸脱离（lí）膜表面,从而（ér）使反渗透膜水通量得（dé）以（yǐ）恢复。

Sanchuan Yu等用热敏性（xìng）聚合物(TRP)对牛血清（qīng）蛋白（bái）污染的（de）反（fǎn）渗（shèn）透膜（mó）进行（háng）了清洗。研究发现（xiàn）:当（dāng）浸泡温度低（dī）于低临界溶解温（wēn）度(LCST)时,溶解态的TRP能够扩散进入（rù）到（dào）膜（mó）表面的牛血清蛋白污（wū）染层,而当（dāng）浸泡（pào）温度高于LCST时,TRP不溶（róng）,致使膜表面污染层的结构（gòu）变得（dé）疏松,通过冲洗便能除（chú）去牛血清蛋白（bái）污染。TRP的（de）清洗效率受TRP的种类和浓（nóng）度、浸泡时间的影响。提高浓度和延长（zhǎng）浸泡时间均有利于（yú）提高清洗效率。

W.S.Ang等研究了NaOH、EDTA、SDS和NaCl对被混合有机（jī）污（wū）染物污染的反渗透膜的清（qīng）洗效果（guǒ）。清洗效率受清（qīng）洗剂的（de）种类（lèi）、清洗液的pH、清（qīng）洗时间以（yǐ）及污染层组成的影响。单独使用NaOH时,其对由混合污染物与钙（gài）离子形成复合物的（de）破裂作用有限,剪切力充（chōng）分时高pH利于提高清（qīng）洗效率（lǜ）。EDTA、SDS和NaCl均能有效清洗被混（hún）合污染物污染的反渗透膜,尤其是在高pH和长清（qīng）洗时间（jiān）下（xià）,且（qiě）最佳（jiā）清洗（xǐ）浓度分别为1.0、10、50mmol/L。

6结（jié）语

反渗透膜的有机污染（rǎn）是由有机物在膜表面的吸附而形成（chéng）的,其（qí）不仅会导致反（fǎn）渗透（tòu）膜水通量的快速、大幅（fú）降低,而且被（bèi）有机（jī）物污染后的膜很（hěn）难（nán）被清洗干净,几乎（hū）不可逆。因（yīn）此,加强反渗透系统进水中（zhōng）有机物种类和浓度（dù）的监测,同时（shí）选择适当（dāng）的控制方法就显得十（shí）分必（bì）要。

目前,关于反渗透（tòu）膜（mó）有机污染（rǎn）控（kòng）制的研究较多,均从不同的角度提出了有效的（de）方法,笔者认为,需从反渗（shèn）透技（jì）术（shù）自身出发,选择（zé）新（xīn）的（de）膜材（cái）料、改善界（jiè）面（miàn）聚合工艺,同（tóng）时（shí）对已经（jīng）成熟的膜进行适度的表面改（gǎi）性,以提高（gāo）反渗透膜的抗（kàng）污染能力。另外,反渗透膜有机污染的清洗方法也是（shì）今后的（de）研（yán）究方向之一（yī）。