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引言反滲透技術因設計簡單、運行維護方便等特點，在苦咸水脫礦、海水淡化、超純水以及廢水回用甚至特殊料液濃縮領域得到廣泛應用。相較于初期的醋酸纖維素薄膜，以聚酰胺為脫鹽層的反滲透復合膜具有脫鹽率高、產(chǎn)水量大、耐化學清洗pH范圍寬等諸多優(yōu)勢。隨著現(xiàn)代工業(yè)的發(fā)展，各個行業(yè)對反滲透復合膜的需求量不斷增大，伴隨而來的是反滲透復合膜在使用過程中發(fā)生的失效事故也在日益增多，造成了人身、財產(chǎn)、環(huán)境、經(jīng)濟等損失。研究反滲透復合膜失效原因將有助于提高生產(chǎn)企業(yè)及使用單位的安全使用意識，防患于未然。實驗部分一、樣品本文R0膜為一套工藝為80m3/h超純水處理系統(tǒng)中陶氏R0膜，此超純水處理系統(tǒng)中進入原水箱的水質為城市自來水，所加藥劑為亞硫酸氫鈉，加藥方式為手動投加。二級R0采取無順序，沒依據(jù)R0膜元件編號的串聯(lián)方式。二、檢測過程1、膜宏觀形貌分析

對反滲透R0膜元件進行解剖分析，膜表面有無色透明晶體附著：無色透明晶體附著物附近表面有較多的孔洞見圖1所示，其他位置有一些吸附的灰色雜質見圖2所示，局部位置顏色為淺黃色見圖3所示。

2、R0膜及表面附著物成分檢測

對反滲透R0中R0膜表面無色晶體顆粒、R0膜表面淺黃色部位、灰色部位進行元素檢測，檢測結果見表1所示。對反滲透R0中R0膜表面層、表面層背面、多孔中間支撐層、增強無紡布進行傅里葉紅外光譜分析，檢測結果見表2所示。

在原始交聯(lián)芳香聚酰胺膜紅外譜圖中，1654cm-1處的吸收峰為酰胺鍵中C=0（酰胺Ⅰ）的伸縮振動吸收峰，1541cm-1處為N-H（酰胺Ⅱ）的平面彎曲振動吸收峰，1609cm-1處為與氫鍵締結的C=0（酰胺Ⅰ）伸縮振動吸收峰。以上均為交聯(lián)芳香聚酰胺的特征吸收峰。經(jīng)原水自來水處理后的1609cm-1處的與氫鍵締結酰胺Ⅰ吸收峰和1541cm-1處的酰胺Ⅱ吸收峰逐漸減小，1654cm-1處的酰胺Ⅰ的伸縮振動吸收峰遷移至1658cm-1。當聚酰胺膜發(fā)生降解時，首先是酰胺鍵上N-H基團發(fā)生氯化生成N-Cl，隨后鏈間氫鍵被破壞，當氯化強度達到一定程度時，芳香聚酰胺中的N-Cl會發(fā)生Orton重排而使芳環(huán)氯化，進一步加深聚合物鏈的氯化降解，最終導致聚合物鏈段變形。

3、染色試驗

染色試驗可直觀的觀察膜片受損位置。對反滲透R0膜進行染色試驗，將500mg/L甲基紫溶液均勻涂覆于膜片表面。膜片背面有呈點狀、呈面狀顯示的甲基紫顏色附圖8所示。

4、Fujiwara試驗

Fujiwara試驗是毒理診斷的一種方法，用于檢驗鹵代烴。采用新鮮配制20%（w/v）氫氧化鈉水溶液對R0膜進行Fujiwara試驗。取2毫升上述試劑和1毫升吡啶混合，然后加入剪切好的一小塊R0膜，在100°C的水浴中邊搖邊加熱2min，觀察吡啶層的顏色，吡啶層顏色為粉紅色。結果分析陶氏膜元件為螺旋卷式結構，簡稱卷式結構，它由多葉膜袋組成，每一葉陶氏膜片為復合結構，它由三層組成。聚酯材料增強無紡布，約120m厚;聚砜材料多孔中間支撐層，約40m厚;聚酰胺材料超薄分離層，約0.2m厚。超薄分離層是反滲透和納濾過程中真正具有分離作用的功能層。

陶氏膜片能夠承受短期的氯和次氯酸根的攻擊，但余氯的含量正常情況下應<0.1ppm，因為連續(xù)接觸將會氧化性破壞引起膜性能的下降，破壞膜的分離能力。當釆用FT30膜元件時，為了防止膜被氧化，R0的進水應進行脫氯處理。在出現(xiàn)明顯的脫鹽下降之前，F(xiàn)T30膜具有一定程度的抗氯性，大約為與1ppm余氯接觸200-1000小時后，可能會出現(xiàn)膜的降解（簡稱200-1000ppmhr的抗氯能力）。氯對膜的攻擊速率取決于進水特征，在堿性條件下，氯的攻擊速度比在中性或酸性條件下快。城市出廠自來水中余氯含量≥0.3（mg/L），符合生活飲用水衛(wèi)生標準要求。

由前述可知，現(xiàn)場所加藥劑為亞硫酸氫鈉，加藥方式為手動投加。由膜宏觀形貌檢測可知，膜表面有無色透明晶體附著，無色透明晶體附著物附件表面有較多的孔洞，其他位置有一些吸附的灰色雜質，局部位置顏色為淺黃色。

由R0膜及表面附著物成分檢測可知，R0膜超薄分離層表面附著無色晶體顆粒為硫酸鈉（Na2SO4），R0膜超薄分離層（聚酰胺材料）檢測出含有Cl元素;1609cm-1處的與氫鍵締結酰胺Ⅰ吸收峰和1541cm-1處的酰胺Ⅱ吸收峰逐漸減小，1654cm-1處的酰胺Ⅰ的伸縮振動吸收峰遷移至1658cm-1，聚酰胺膜發(fā)生氯化降解。由染色試驗可知，膜片背面呈點狀顯示的甲基紫顏色，膜表面的功能層被氧化，膜片截留性能將受到影響;膜片背面呈面狀顯示的甲基紫顏色，說明膜表面的功能層受到物理損傷。由Fujiwara試驗可知，吡啶層顏色為粉紅色，表面有氯代烴生成，存在一個或1個以上鹵素原子直接與一個C原子相連的化合物存在。膜表面的功能層被余氯氧化。

綜上所述，因加藥方式為手動投加，造成自來水中余氯未去除干凈，膜表面功能層被氧化，受到了自來水中余氯的攻擊，膜材料發(fā)生了一定的降解。