杜邦 FilmTec BW30 PRO - 400 反渗透膜元件重量增加成为膜元件污染常见症状，主要有以下原因：

污染物的积累

  • 无机物沉淀：水中的钙、镁、铁等金属离子，在反渗透过程中，由于浓缩效应，浓度不断升高，当超过其溶解度时，就会在膜表面形成碳酸钙、硫酸钙、氢氧化铁等沉淀。这些沉淀物的积累会增加膜元件的重量。例如，在一些高硬度水源的处理中，运行一段时间后，膜表面会形成明显的白色钙垢，导致膜元件重量上升。
  • 有机物附着：水源中的有机物如腐殖酸、富里酸、蛋白质、油脂等，会吸附在膜表面。这些有机物可能来自工业废水排放、农业面源污染或天然水体中的有机物质。它们会在膜表面形成一层粘性的有机层，不仅影响膜的性能，还会使膜元件重量增加。例如，当处理含有较高浓度腐殖酸的地表水时，膜元件在运行一段时间后会变得发粘，重量也会有所增加。
  • 微生物滋生：如果水源中含有微生物，在反渗透系统的适宜环境（如适宜的温度、湿度和营养物质条件）下，微生物会在膜表面生长繁殖，形成生物膜。生物膜由微生物细胞、细胞外聚合物（如多糖、蛋白质等）和吸附的杂质组成。随着生物膜的增厚，膜元件的重量会逐渐增加。例如，在一些未经严格消毒的原水系统中，生物污染较为常见，膜元件会出现异味且重量增加。

膜结构的变化

  • 膜的压实：在长期的运行过程中，由于反渗透膜两侧存在较高的压力差，膜材料会发生一定程度的压实。膜结构的压实会导致膜的孔隙率减小，孔径变小，从而使膜的密度增加，重量也相应增加。特别是在高压运行的反渗透系统中，膜的压实现象更为明显，膜元件重量的增加也更为显著。
  • 膜的化学变化：当膜元件接触到一些具有腐蚀性或氧化性的物质时，膜材料的化学结构可能会发生改变。例如，膜材料中的聚合物链可能会发生断裂、交联或氧化等反应，导致膜的性能下降，同时膜的物理性质也会发生变化，重量可能会增加。比如，当反渗透系统中混入了过量的次氯酸钠等氧化剂时，膜元件会受到氧化损伤，重量可能会出现异常增加。

水分含量的改变

  • 污染物吸附水分：无论是无机物沉淀、有机物附着还是生物膜，它们都具有一定的吸水性。这些污染物在膜表面积累后，会吸附大量的水分，从而使膜元件的重量增加。例如，生物膜中的多糖类物质具有很强的亲水性，能够吸附大量的水分，使得被生物污染的膜元件重量明显增加。
  • 膜的润湿性变化：污染物质的存在可能会改变膜表面的润湿性。如果膜表面从疏水性变为亲水性，那么膜会更容易吸附水分，导致重量增加。一些有机物和微生物代谢产物会在膜表面形成亲水层，使膜的润湿性发生改变，进而影响膜元件的重量。