然而熟悉高分子化學(xué)的同仁可能就會了解到由于跟酰胺鍵結(jié)合的苯環(huán)處電荷密度比較高，容易受到氯游離基的攻擊，使得原來的N-H基團(tuán)轉(zhuǎn)化成N-Cl基團(tuán)，這既是N-氯化過程，這個過程如果嚴(yán)重到一定程度要么會發(fā)生水解，要么會發(fā)生分子重排，形成各種芳香取代產(chǎn)物。大體的反應(yīng)過程如下圖所示[1]。

通過這兩張照片相信大家就能理解為什么受到余氯氧化的反滲透膜系統(tǒng)會出現(xiàn)脫鹽率的急劇下降。另外由于致密的脫鹽層降解破壞后，水通量也會隨之有較大增長或者進(jìn)水壓力會降低。這都是反滲透膜被氧化后，現(xiàn)場運(yùn)行人員可以直觀看到的現(xiàn)象。

雖然在絕大多數(shù)文獻(xiàn)研究報道中，為了在短期內(nèi)看到實(shí)驗(yàn)結(jié)果，所使用的余氯暴露濃度要遠(yuǎn)高于工業(yè)實(shí)際應(yīng)用中的濃度，從而加速了聚酰胺膜的氧化。但是研究也證實(shí)反滲透膜脫鹽層受到余氯攻擊發(fā)生降解的速度非�？欤�絕大多數(shù)氯化降解實(shí)驗(yàn)條件下1天內(nèi)就會完成此后出現(xiàn)緩慢的降解[3,4]，這也跟實(shí)際應(yīng)用過程中所發(fā)現(xiàn)的反滲透膜系統(tǒng)受到氧化后會在短期內(nèi)出現(xiàn)快速的脫鹽率下降的情況相吻合。

影響反滲透膜氧化程度的原因除了余氯的濃度外，pH也有很大的影響，在高pH高氯濃度的條件下，膜會加速水解，使得交聯(lián)度大幅降低，親水性增加，產(chǎn)水量增加[5]。同時，也有研究表明，膜片的氯化和破壞在加壓條件下會加速[6]發(fā)生。

因此大多數(shù)商業(yè)化的反滲透膜允許0.1 ppm的進(jìn)水余氯濃度，但在質(zhì)保條款中都是明確規(guī)定進(jìn)水中不得含有任何氧化劑，包括但不限于氯、臭氧、高錳酸鹽等。就是因?yàn)樵趯?shí)際操作運(yùn)行過程中存在高壓、pH變化、高溫和其他氧化源的影響，即便是低濃度的余氯也有可能短期內(nèi)造成反滲透膜快速氧化。

好了，相信經(jīng)過上述簡單的解釋和深度的分子層面的解釋，大家應(yīng)該會對為什么反滲透膜比較嬌貴，比較怕余氯以及余氯氧化反滲透后會出現(xiàn)什么情況有了很好的理解。

我們在上一章節(jié)中提到余氯攻擊反滲透膜會有兩個過程，一個是N-氯化的過程，然后才是水解的過程。很多人可能不了解，在N-氯化過程中，如果控制得當(dāng)，短期內(nèi)可以提高反滲透膜的脫鹽率和產(chǎn)水性能。所以有些膜制造商利用這一點(diǎn)，在生產(chǎn)過程中對膜片進(jìn)行氯化處理以使得反滲透膜元件表現(xiàn)出非常出色的初始性能，但隨著時間的推移，膜性能會出現(xiàn)很快的衰減，更容易借故障表面發(fā)生了氧化而拒絕客戶的質(zhì)量訴求。杜邦FilmTec™膜元件未經(jīng)任何氯和其他氧化劑處理，因此壽命更長。

未經(jīng)污染或氧化的新膜片應(yīng)該僅由C、O、N和H組成，沒有其他元素。而經(jīng)過氯化或受到余氯氧化的膜片，原來水中的部分游離氯會通過跟苯環(huán)結(jié)合成為高分子鏈的一部分。鑒于此，對于使用過的膜片，可以通過分析膜材料中增加的元素種類和含量來確定膜片是否被氧化和污染。通過ESCA測試就可以來判斷膜片是否被氯氧化。

原子光譜化學(xué)分析（ESCA）實(shí)測結(jié)果表明FilmTec™膜完全沒有采用氯化處理（見下表）。

講到這里有人就會問了，是不是只有余氯會對反滲透膜造成氧化呢？答案是否定的。除了余氯之外，下表中所列出的常見的消毒劑的半反應(yīng)和氧化電位可以給大家作為一個大體的參考。顯然從表中的數(shù)據(jù)可以看出，臭氧的氧化性是***強(qiáng)的。對于余氯來講，由于在不同的PH條件下，余氯的存在形式是不一樣的，以HOCl存在形式的氧化性要高于次氯酸根; 二氧化氯本質(zhì)上要比次氯酸、次溴酸和臭氧的氧化性低。氯氨也具有一定的氧化性。需要指出的是氯氨的殺菌作用遠(yuǎn)低于氯和臭氧。聚酰胺反滲透膜對氯氨的耐受性也要更高。

除了上述常見的消毒劑，重金屬（Cu、Co、Mn和Fe等）也會在膜氧化過程中起到不可忽視的危害。因?yàn)樵谒�中溶氧、金屬離子、亞硫酸氫鈉、氯離子等共存環(huán)境下，上述物質(zhì)之間可能會發(fā)生氧化還原反應(yīng)，即使沒有余氯也有可能破壞聚酰胺膜材料。另一種可能就是重金屬會起到催化劑的作用，加速膜的氧化。某些重金屬如鉻，會作為氯氧化膜的催化劑，對反滲透造成不可逆的損害。由于六價鉻（+6）不如三價鉻（+3）穩(wěn)定，***別是在水溶液中不太穩(wěn)定，其對反滲透膜元件的氧化將更明顯。為了減少這種可能性，在水接觸膜元件之前應(yīng)通過預(yù)處理盡量減少鉻濃度，或至少將六價鉻（+6）還原成三價鉻（+3）。

目前常用的活性炭和化學(xué)還原劑都可以將殘余的游離氯還原成無害的氯化物。

偏亞硫酸氫鈉（SMBS）通常用于去除游離氯。市場是還有其他的化學(xué)還原劑（如二氧化硫），但他們相對于亞硫酸氫鈉而言經(jīng)濟(jì)性較差。

從理論上講，1.34 mg SMBS 可以還原1mg 游離氯。然而，在實(shí)踐中，通常建議使用3 mg SMBS 還原1 mg 的余氯。SMBS應(yīng)該是食品***，不含其他雜質(zhì)。SMBS不應(yīng)該是鈷活化的。固體SMBS典型儲存期為4-6個月，儲存環(huán)境需要陰涼、干燥

然而，在水溶液中，當(dāng)暴露于空氣中后，SBS可以被迅速氧化。雖然脫氯反應(yīng)是快速的，但依然需要良好的混合效果以確保脫氯完全。建議使用靜態(tài)混合器。加藥點(diǎn)建議放在保安過濾器后面，通過余氯保護(hù)保安過濾器。在這種情況下，SMBS溶液通過一個單***的過濾器后進(jìn)入RO系統(tǒng)。脫氯以后的水不能停留在水箱中儲存。當(dāng)RO/NF 膜被重金屬污染，如Co和Cu在過量氧氣存在的情況下，剩余的SBS（高達(dá)30ppm）會部分轉(zhuǎn)換為氧化劑。當(dāng)重金屬污染可能性非常大的情況下，SBS加入量需要進(jìn)行優(yōu)化，并需要通過監(jiān)控濃水的氧化還原電位（ORP）來監(jiān)測濃水的氧化性。余氯也應(yīng)使用氧化還原電位（ORP）表在混合水出口進(jìn)行監(jiān)測。建議參考175-200 mV這個典型范圍，或者遵循ORP廠家的建議進(jìn)行設(shè)置，并定期對ORP表進(jìn)行清洗和校對。當(dāng)檢測到余氯存在時下應(yīng)通過反饋信號關(guān)閉高壓泵。