反滲透（RO）膜處理中的生物污堵是指微生物（細菌、真菌、藻類等）在膜表面附著、生長和繁殖，并分泌胞外聚合物（EPS），形成一層粘稠的生物膜，導致膜性能下降甚至失效的過程。 這是RO系統中最常見、最頑固且最具破壞性的污堵類型之一。
以下是關于生物污堵的詳細說明：
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發生過程：
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初始附著： 水中的微生物（可能來自水源本身、預處理不足、系統死水區或空氣）隨水流到達膜表面。在濃度差（濃差極化）和膜表面相對粗糙等因素作用下，一些微生物會暫時或永久性地附著在膜表面。
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定植與繁殖： 附著后的微生物開始利用水中或濃水側的有機物、營養物質（如磷、氮）進行代謝和繁殖。
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生物膜形成： 微生物分泌大量胞外聚合物（EPS，主要是多糖、蛋白質、核酸和脂類）。EPS像“膠水”一樣將微生物細胞粘合在一起，并牢固地粘附在膜表面，形成一層三維結構的凝膠狀生物膜。這個生物膜結構為微生物提供了保護，使其更難被清除。
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成熟與擴展： 生物膜不斷增厚，捕獲更多的微生物、有機碎片、膠體顆粒甚至無機垢，形成復雜的污堵層。
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生物污堵的獨特危害性：
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“活”的污染源： 微生物不斷生長繁殖，污堵是動態發展的，不像顆粒物污堵那樣相對靜態。
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分泌EPS： EPS是生物污堵的核心，它粘性強、親水性差、難以去除，是造成通量下降和壓差升高的主要原因。它還為后續的無機結垢提供了成核位點（形成“生物-無機”復合污堵）。
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隱蔽性強： 生物膜在初期可能不易察覺，當系統性能顯著下降時，污堵往往已相當嚴重。
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難以徹底清除： 常規的物理沖洗效果有限，化學清洗劑（尤其是氧化劑）需要穿透EPS層才能殺滅微生物，清洗難度大。即使殺死了微生物，殘留的EPS仍會堵塞膜孔。
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破壞性大： 嚴重的生物污堵不僅降低通量、增加能耗，還會導致脫鹽率下降，甚至可能因局部水流不暢、壓差過大而造成膜元件物理損壞（如望遠鏡現象、膜片撕裂）。
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對RO系統性能的影響：
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產水量下降： 生物膜堵塞膜孔，增加水流阻力，導致標準化產水量顯著降低。
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脫鹽率下降： 生物膜改變了膜表面的化學性質和流動狀態，可能導致鹽分更容易透過膜。
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進水和濃水間的壓差升高： 污堵層增加了水流通過膜元件流道的阻力，導致段間壓差顯著上升。這是監測生物污堵最敏感的指標之一。
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運行壓力升高： 為了維持產水量，需要提高進水壓力，導致能耗增加。
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清洗頻率增加且效果不佳： 需要更頻繁地進行化學清洗，但清洗后性能恢復往往不如其他類型的污堵徹底。
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縮短膜壽命： 頻繁清洗和污堵本身造成的物理化學損傷會加速膜元件的老化和失效。
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生物污堵的成因/風險因素：
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預防和控制措施：
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強化預處理：
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優化系統設計與運行：
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定期維護清洗：
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監測：
總結：
膜的生物污堵是一個由微生物在膜表面形成生物膜導致的復雜過程。其危害性在于生物膜的動態生長、EPS的強粘附性和保護作用，使其難以預防和清除，對RO系統的產水量、脫鹽率、能耗和膜壽命造成嚴重影響。控制生物污堵的關鍵在于源頭控制（強化預處理殺菌和去除營養物）、優化運行（避免死水、控制回收率）、定期有效的維護清洗（物理沖洗+針對性的化學清洗）以及嚴密的性能監測。這是一個需要綜合管理和持續投入的挑戰。
