反滲透膜分離過程中,水分子透過以后,膜界面中含鹽量增大,形成較高的濃水層,此層與給水水流的濃度形成很大的濃度梯度,這種現象稱為膜的濃差極化(concentration polarization)。濃度極化會對運行產生有害的影響。
(1)由于界面層中的濃度很高,相應地就會使滲透壓升高。滲透壓升高后,勢必會使原來運行條件的產水量下降。為達到原來的產水量,就要提高給水壓力,使產品水的能耗增大
(2) 由于界面層中鹽的濃度升高,膜兩側的Δc增大,使產品水鹽透過量增大。
(3) 由于界面層的濃度升高,對易結垢的物質增加了沉淀的傾向,導致膜的垢污染。為了恢復性能要頻繁地清洗垢物,并可能造成不可恢復的膜性能下降。
(4) 形成的濃度梯度,歲采取一定措施使鹽分擴散離開膜表面,但膠體物質的擴散要比鹽分擴散速度小數百數千倍,因而濃度極化是促成膜表面膠體污染的重要原因。
濃差極化的結果是鹽水的滲透壓加大,因而反滲透所需要的壓力也得增大;此外,還可能引起某些難溶鹽(如CaSO4)在膜表面析出。因此,在運行中必須保持鹽水側呈絮流狀態以減輕濃差極化的程度。