水处理苦咸水反渗透膜元件污染表征方法
直接观察
在任何规模的膜过滤装置运行过程中，将膜丝/膜片/膜组件从反应器中取出之后均可以直接观察其形貌，以判断膜污染状况。根据运行情况的不同，对于膜污染的直接观察主要关注以下几个方面。
①通常的膜过滤过程均会发生溶解性有机物、胶体所导致的膜孔内污染和膜表面凝胶层污染。膜孔内污染一般无法通过直接观察加以判断，而膜表面凝胶层污染由于会导致膜表面宏观形貌的变化，从而可通过直接观察加以判断。由于该污染层是原料液中溶解性有机物、胶体在膜表面由于浓差极化作用析出并附着于膜表面形成的，因而与洁净膜相比其在宏观形貌和触感上均有通过肉眼可分辨的明显差异。2对于中空纤维膜构型的膜组件/膜组器，过滤原料液为污泥混合液时，通常在长翻运行过程中会发生污泥在膜表面的积累、附着，从而形成河染层，尤其是在中空纤维感丝的两端与膜组件密封连接处。这是由于在膜丝两端局部的膜丝装填密度更高，且持动的自由度更小，曝气造成的冲刷效果相对于膜丝中间部位较差所致的。这样的污染进一步发展，可能导致板结现象。膜丝上的污泥积累污染、板结也是肉眼可识别的。③ 对于原料液中存在高价金属离子(Ca*、Mg*、AP+、Fe""等)的情况，在过滤过程中可能会形成结垢污染,污染物的主要成分是这些金属元素的氢氧化物、碳酸盐等尤其对于Fe形成的污染,膜表面的颜色会发生明显变化(呈红色或暗红色);而对于Ca A等元素形成的污染，膜表面亦可能形成细小的沉淀物。这类污染在膜表面也可直接观察(或借助光学显微镜观察)。
扫描电子显微镜
扫描电子显微镜(scanning electron microscope，SEM)是一种介于透射电镜和光学纤维镜之间的微观形貌观察工具1416。SEM 的工作原理是，利用聚焦得非常细的高能电子束在试样上扫描，激发出各种物理信息，通过对这些信息的接收、放大和成像，获得测试试样的表面形貌。其中所激发的物理信息包括二次电子、俄歇电子、特征X射线和连续谱X射线、背散射电子、透射电子等。此外，当SEM与能谱仪(energydispersive spectromcter，EDS)配合使用时，可以表征试样表面的元素成分。其原理是，各种元素具有特定的X射线特征波长,特征波长的大小取决于能级跃迁过程中释放出的特征能量。在 SEM 采用高能电子束扫描试样时，可以激发出各种元素的特征X射线，通过解析特征X射线的能量即可确定试样表面的元素成分，
采用 SEM 观察膜表面形貌结构时，需要先对膜进行简单的预处理，再将其放置于 SEM 的样品台上进行观察。预处理包括干燥、导电处理。这是由于:SEM的样品室在测试过程中需要保持较高的真空度，以减少空气/水蒸气对电子的散射，以免影响观察结果;膜材料大多不导电，不满足 SEM 的工作原理，在实际操作中常采用冷冻干燥对试样进行干燥处理，采用喷碳、金或铂等对试样进行导电处理。值得注意的是，当需要观测试样表面元素成分时，不可以采用碳作为导电处理材料，因为所喷的碳会对膜材料中的碳产生影响。
SEM 的优点包括:
① 分辨率高，可达几纳米级别:② 仪器放大倍数范围大且连续可调:
③ 观察样品的景深大、视场大，图像富有立体感，可观察起伏较大的粗糙表面:④ 样品制备简单:⑤ 可进行综合分析。
其用于观察膜表面形貌时的缺点包括:
① 样品需要干燥处理，可能会破坏污染层结构:② 无法观察样品的颜色。
(2)标准堵塞模型(standard blocking model)
假设膜孔为相同的圆柱孔，每个到达膜面的颗粒都沉降到内部孔壁上，造成膜孔内部体积的减少，该体积的减少与滤过液体积成正比，因此导致了膜孔体积的迅速下降，该模型适用于过滤早期。
(3)混合堵塞模型 (intermediate blocking model)
假设每个到达膜的颗粒取决于之前到达膜上的颗粒，或沉积在别的颗粒上或参与堵孔。该模型类似于完全堵寒模型，但不受单层堵塞假设的限制，适用于过滤中期。
(4)滤饼模型(cake filtration model)
假设膜表面和内部已经堵满了颗粒，此时颗粒到达膜面上实际是到达已经堵孔的
的情形。
颗粒之上。该模型适用于描述较大颗粒或污染物在膜表面附着、沉积形成滤饼层污染
