反渗透 (RO) 系统的成功取决于膜的寿命和性能、膜设计用于执行的过程的可重复性和再现性以及膜的定期清洁以恢复容量。
膜污染
由于不需要的材料在表面沉积，膜会失去性能并被更换。此外，膜性能的降低可能是由于其他因素，即化学（氧化、水解等）和/或机械（压实、伸缩）过程造成的降解。为了使 RO 工艺成功，必须尽可能延长膜的使用寿命，以最大限度地降低更换成本。
RO 系统中最常见的污垢类型包括无机污垢（结垢）、胶体污垢、生物污垢和有机污垢。
RO 膜表面的结垢是由浓盐水中微溶盐的沉淀引起的。水中悬浮固体的存在，例如泥浆和淤泥，往往会导致装置严重堵塞，而不是膜表面的污垢。
生物污垢可能是一个严重的问题；这是一种涉及活生物体的微粒污染的特殊情况。在膜表面生长的生物材料不仅会导致通量损失，而且可能会物理降解某些类型的膜。碳氢油（自然产生的或污染的结果）也已知会导致性能下降。已知合成阳离子聚合物会由于澄清器翻动或介质过滤器窜流而带入膜系统。已知阳离子聚合物与当今使用的许多基于丙烯酸的阻垢剂不相容，并可能影响膜性能。此外，据报道，在高硬度水中，聚丙烯酸酯类阻垢剂会与钙形成不溶性盐，从而导致膜污染。
结垢-污垢控制替代方案
有几种方法可用于减少或防止由矿物水垢沉积引起的膜污染，包括软化、系统恢复、酸和阻垢剂/分散剂。
软化
冷热工艺石灰软化和钠循环阳离子交换是去除给水中硬离子的常用方法。钠（代替硬度离子）盐很少会结垢，因此可以耐受。
系统恢复
在 RO 系统中，可以通过在不超过结垢盐溶解度的条件下运行系统来控制由矿物水垢引起的膜污染，即以较低的回收率运行 RO 系统。由于膜内的浓度梯度不受整体流量控制，因此该技术并不总是有效。
加酸
酸是用于控制碳酸钙水垢形成的最古老的处理方法之一。将酸注入进水以降低碱度以防止碳酸钙沉淀。通常使用硫酸并且相对便宜。使用硫酸降低碱度会增加硫酸盐垢（例如硫酸钙、硫酸钡）形成的可能性。虽然硫酸钙相对易溶，但硫酸锶在世界某些地区正成为一个问题，而且硫酸钡一旦形成就极难去除。当使用酸来控制 pH 值时，通常会对产品水进行脱气以去除产生的二氧化碳。气体不会被 RO 膜排斥，而是会直接进入渗透流，这会降低渗透质量。
加阻垢剂/分散剂
当今使用的几乎每个 RO 水处理程序都可以从使用合适的预处理化学品（例如阻垢剂、分散剂等）中受益。根据系统和处理程序，预处理化学品可以是六偏磷酸盐、均聚物或共聚物（由多种不同官能团的单体组成，即多功能）。在某些情况下，聚合物和其他防垢剂的混合物可用于提供均衡的处理技术。化学品供应商研究了这些专有混合物，它们通常具有膜制造商兼容性和 NSF 饮用水认证。
地下水中常见的二氧化硅 (SiO2) 值得特别评论。二氧化硅通常以弱电离的可溶形式存在。由于可溶性二氧化硅在 RO 过程中被浓缩，它会聚合形成不溶性硅胶或硅胶，这会污染膜。防止二氧化硅结垢的最简单方法是降低转化率。二氧化硅的溶解度随着温度的升高和高 pH 值而增加。在较温暖的温度下操作可能会减少二氧化硅结垢的机会。二氧化硅可以通过石灰软化从进料中去除，但它非常昂贵并且通常不实用，除非其他预处理要求要求石灰软化。
某些聚合物已被证明能够在它们形成后分散无定形二氧化硅的细颗粒。当存在微粒二氧化硅污染的可能性时，通常使用这些聚合物分散剂。尽管这些分散剂可以最大限度地减少结垢的影响，但它们并没有解决二氧化硅聚合的根本问题。最近推出了一种新的防污剂，它可以有效地抑制二氧化硅聚合并分散颗粒物。这种新型防污剂的开发是一项重大技术突破，因为它可以促进含有超过 500 mg/L 可溶性二氧化硅的浓缩（拒绝）流的 RO 系统的运行。
基于给水的阻垢剂选择
基于给水的废液（盐水）和渗透液化学预测是 RO 技术设计和优化不可或缺的一部分。浓缩在盐水中的溶解盐会产生结垢潜力，这取决于补给水的化学性质、pH 值和回收率。已经开发了几种预测工具来预测水的结垢潜力。虽然诸如 Langelier、Ryznar 或 Stiff 和 Davis 等结垢指数是碳酸钙结垢的良好指示，但它们不包括其他潜在结垢，如硫酸钙、钡、硫酸盐等。 系统模拟的最新发展可以促进对碳酸钙结垢的预测RO 系统中许多结垢盐的结垢电位。可以关联阻垢剂剂量模型以预测所需产品（即阻垢剂、分散剂等) 级别以降低使用预测建模计算机技术进行扩展的潜力。
方解石饱和度随 pH 值而变化。石膏饱和度仅随着硫酸注入中硫酸根离子的增加而增加，以抑制 pH 值。在这种情况下，使用阻垢剂很重要，以控制方解石和石膏的沉淀。
如果 RO 系统给水包含浓度高于 0.05 ppm 的铁或铝等三价阳离子，很可能需要高性能的多功能阻垢剂，尤其是对于更高的 LSI 条件。
清洗
如果产品通量降低到不可接受的值（通常降低 10% 以上），则必须清洁膜。清洁方法和频率取决于污垢的类型和膜的耐化学性。通常，清洁轻微污染的膜更容易（检查制造商的通量降低清洁指南）。
清洗方法通常包括（a）机械清洗（即直接渗透、高速水冲洗、超声波、海绵球或刷子清洗、空气喷射等），（b）化学清洗（使用化学试剂）和(c) 机械清洗和化学清洗相结合。最流行的方法是化学清洁，通常使用特殊配方的膜清洁剂。
有大量化学试剂可用于去除沉积物。化学清洁主要涉及使用化学品与影响通量率和产水质量的沉积物、水垢、腐蚀产物和其他污染物发生反应。这些化学药剂可分为以下四类：
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酸类
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碱
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螯合剂
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配方产品
