1. 二級反滲透膜污染來源
對于二級反滲透而言， 由于進水水質(zhì)較好， 故諸如有機物微生物等膜污染很少見， 另外， 由于難溶鹽含量也較少，結(jié)垢傾向也比較小。因此，對于二級 RO 而言， 主要的問題來自于濃差極化的影響。

2. 濃差極化對反滲透性能的影響
反滲透分離過程中， 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(xiàn)象稱為膜的濃差極化（ concentration polarization） 。 由于濃差極化現(xiàn)象增大了膜兩側(cè)的滲透壓， 在同等工作壓力作用下， 系統(tǒng)的凈驅(qū)動壓減小， 與凈驅(qū)動壓成正比的水通量將下降。 與此同時， 由于濃差極化現(xiàn)象增大了膜兩側(cè)的鹽濃度差， 與鹽濃度差成正比的鹽通量將上升。 因此， 濃差極化現(xiàn)象將使反滲透系統(tǒng)的水通量下降及透鹽率上升。
研究表明： 濃差極化現(xiàn)象存在一個建立過程， 膜表面的鹽濃度梯度隨運行時間逐步建立， 梯度值逐漸增高， 極化層漸厚， 系統(tǒng)性能持續(xù)下降。

3. 減小濃差極化的手段
當前， 為了降低濃差極化， 其中一個主要手段是停機時候進行低壓沖洗， 確保膜表面的鹽濃度與主體濃度一致。有研究表明反滲透系統(tǒng)在不同β值條件下運行 180 分鐘后， 通過沖洗其脫鹽率及產(chǎn)水量恢復(fù)時間也不同（ 見下圖） 。 該圖表明濃差極化系數(shù)保持在 1.2 以內(nèi)時，通過 1-2 分鐘的短時沖洗可以得到恢復(fù)； 而濃差極化系數(shù)大于 1.2 時， 用沖洗手段恢復(fù)性能所需時間不斷增加。

上圖同時說明系統(tǒng)濃差極化系數(shù)保持在合理范圍內(nèi)時， 系統(tǒng)運行過程中適時適量的沖洗對于長期穩(wěn)定地保持能非常重要。

反滲透系統(tǒng)濃差極化因子計算
濃差極化因子（ β） 可以簡單定義為膜表面鹽濃度（ Cs） 與本體溶液鹽濃度（ Cb） 的比值：β= Cs/ Cb

通常產(chǎn)水通量的增加會增加邊界層的鹽濃度，從而增加 Cs； 而給水流量的增加會增大膜表面流速， 削減邊界層的厚度。 因此 β 值與產(chǎn)水流量成正比， 與平均進水流量成反比。 平均進水流量采用進水量和濃縮液流量的算術(shù)平均值計算， β 值可以進一步表達為膜元件產(chǎn)水回收率的函數(shù)。
另外， 從上述公式我們可以發(fā)現(xiàn)： 不管進水含鹽量大與小， 只要存在濃縮分離過程， 濃水側(cè)含鹽量肯定會大于給水主體側(cè)含鹽量， 也就說二級反滲透也會發(fā)生濃差極化。
我們假設(shè)反滲透進水含鹽量為 100ppm， 分別對于一級反滲透和二級反滲透β進行粗略計算：
對于普通的苦咸水一級反滲透系統(tǒng)而言， 如果單支膜的最大回收率限制在 15%內(nèi)， 那么濃水側(cè)含鹽量應(yīng)該為100×（ 1/（ 1-0.15）） ppm =118ppm，此時β=118/100=1.18。 大部分一級反滲透系統(tǒng)回收率為 75%， 也就是濃縮了 4倍， 此時給水到達最后一只膜元件時其含鹽量已經(jīng)接近 400ppm；對于二級反滲透系統(tǒng)而言，如果單支膜的最大回收率限制在 30%內(nèi)， 那么濃水側(cè)含鹽量應(yīng)該為 100×（ 1/（ 1-
0.3）） ppm=143ppm，此時β=143/100=1.43。大部分二級反滲透系統(tǒng)回收率為 85%，也就是濃縮了 6.67 倍， 此時給水到達最后一只膜元件時其含鹽量已經(jīng)接近 667ppm。反滲透膜廠家對于系統(tǒng)濃差極化因子有上限規(guī)定， 其與回收率有關(guān)。 比如 DOW 規(guī)定單支苦咸水淡化膜元件最大回收率不超過 15%（ 不同水質(zhì)有上下波動） ， 二級反滲透系統(tǒng)單支膜元件最大回收率不超過 30%， 其依次對應(yīng)了一級反滲透的 β＜1.18，二級反滲透的 β＜1.43。 而海德能公司在反滲透計算書中則明確規(guī)定一級 RO 的 β＜1.2， 二級RO 的 β＜1.4。

5. 二級 RO 有沒有必要進行低壓沖洗
上面我們分析了濃差極化與回收率的關(guān)系， 也看出了其不管進水含鹽量大或小， 都存在于反滲透濃縮分離過程中。 既然低壓沖洗可以稀釋膜表面的濃度， 使邊界層濃度與給水主體濃度近視一致， 那么我們建議對二級反滲透系統(tǒng)進行低壓沖洗。
那么什么時候停機時可以不對二級 RO 進行低壓沖洗呢？
1） 二級反滲透濃水側(cè)無難溶鹽結(jié)垢傾向時；
2） 系統(tǒng)回收率足夠低，確保單支膜元件回收率遠小于 30%（ 特別是系統(tǒng)最后一支膜元件的回收率） ；
3） 系統(tǒng)基本上每天會運行， 不會超過 1 周停運；
4） 進水含鹽量不能太高， 如果含鹽量太高， 造成自然滲透時， 那么會形成另外一種破壞： 由于自然滲透導(dǎo)致背壓， 以至于膜片剝離（ 此種現(xiàn)象在海水淡化中尤其會出現(xiàn)） 。我們可以假設(shè)進水溫度為 20℃， 假設(shè)淡水含鹽量略等于零， 考慮膜元件承受的最大滲透壓為 0.3bar，那么根據(jù)滲透壓計算的粗略公式∏=Cfc(T+320)/491000bar（ Cfc:進水含鹽量， T： 進水溫度℃） 可以得出： Cfc(20+320)/491000bar≤0.3bar，那么 Cfc≤433.2mg/L。也就說： 對于高含鹽量進水的二級 RO， 即使不考慮濃差極化， 考慮自然滲透導(dǎo)致的背壓破壞， 當膜表面含鹽量大于 433.2mg/L 時也需要低壓沖洗， 盡可能降低濃水側(cè)和淡水側(cè)的濃度差（ 即降低滲透壓差） 。 但此時的低壓沖洗與前面所說降低濃差極化是不同的目的。當然，結(jié)合 2） 中的分析， 當二級 RO 系統(tǒng)回收率為 85%時（濃縮倍數(shù)為 6.67） ， 為了使最后一支膜元件濃水端含鹽量不大于 433.2ppm 時（ 考慮投加氫氧化鈉后的含鹽量） ， 那么二級 RO 最大進水含量應(yīng)該為 433.2/6.67=64.95ppm；
理論上， 不管一級反滲透還是二級反滲透， 我們都應(yīng)該在停機時候進行低壓沖洗， 但是結(jié)合多年工程經(jīng)驗， 當二級反滲透濃水側(cè)無結(jié)垢傾向， 回收率在合理范圍之內(nèi)時， 也可以不進行低壓沖洗， 其對膜性能影響甚微。
綜上，當二級 RO 進水含鹽量小于 64.95ppm（ 考慮投加氫氧化鈉后的含鹽量） ， 且無難溶鹽結(jié)垢傾向時， 而且不會長時間停運可以不進行低壓沖洗。