實廠RO膜之阻塞特性分析

本研究之RO 膜，分別以代表鹹井水淡化廠之白沙淡化廠，及代表海水 淡化廠之烏崁海水淡化廠一廠，選取該二廠已阻塞不堪使用之RO 膜，進行 解剖分析。

(1) 淡化廠簡介

白沙淡化廠為二階段之 RO 處理程序，前處理包括砂濾、匣式過濾 (5 µm)及加酸，共有 2 套 RO 膜組，每套系統具 5 根壓力管，每根壓力管填充 6 根捲式 RO 膜 (圖 3.2)。二階段 RO 膜組示意圖如圖 3.3，前三根並聯壓力 管為第一階段RO，濃縮液平均進入後二根並聯壓力管，因此本研究分別採 此二階段RO 膜之各一根進行解剖分析。

烏崁海淡廠一廠之RO 處理程序則屬於單一階段 RO 膜處理系統，其前 處理乃經介質過濾(石英砂-活性碳)、匣式過濾 (5 µm)，隨即進入 RO 處理 系統，其每根壓力管填充7 根 RO 膜，填充方式亦類似於圖 3.2，其僅為一 階段式 RO 膜組，本研究取一已阻塞不堪使用之實廠 RO 膜進行膜之解剖 分析。

進流水 濃縮液 滲出液

圖 3.2 壓力管 RO 膜填充方式

濃縮液 滲出液

第一階段RO

第二階段RO 進流水

第一階段濃縮液

圖 3.3 二階段 RO 膜組示意圖

(2) 膜的解剖與阻塞物萃取

針對RO 膜之解剖鑑定，為探討不同薄膜部位之阻塞程度與型態，原則 上所分析之膜部位可分為進水端、出水端、內層(靠近中心清水收集管部位) 與外層(靠近玻璃纖維膜殼部位)等方向進行探討。

針對RO膜管之解剖，方式及步驟詳述如後。在去除玻璃纖維外殼後，

先行攤開檢視外觀特性，隨即切取出一片膜，並於不同部位(本試驗分為 12 部位)取下 1.7 × 1.7 cm²之膜片(如圖 3.4 所示)，膜片依序以DI水、0.1N硫酸、

0.1N之氫氧化鈉配合超音波震盪(DELTA DC400)，分別浸泡 5 小時，而後 進行每一採樣位置之三種水樣之各項水質分析。

圖3.4 RO 膜解剖示意圖

(3) 萃取液之元素分析

元素之分析包括 Si、Al、Fe、Mn、Mg、Ca、Sr、Ba 等，樣品分析前 先經0.45 μm 濾紙過濾，過濾後以感應耦合電漿質譜儀 (inductively coupled plasma-mass spectrometer, ICP-MS) (Perkin Elmer, SCIEX ELAN 5000)進行 分析。

(4) 膜表有機阻塞物含量分析

膜表之有機物定量乃以裁取固定面積之小膜片，於 105℃烘 24 小時，

計算前後重量差，而後以550℃烘爐灼燒 8 小時，並計算前後重量差，以灼 燒所損失之重量表示有機物之含量。

(5) 萃取液微生物分析

本試驗之微生物定量採DAPI 染色法，進行總菌數之計量，其乃以含有 Irgalan Black 之黑色濾紙 (0.1 µm, GE Osmonics, Minnetonka, MN, USA) 過 濾後，於暗室中以100 μL 之 DAPI 染劑(Sigma-Aldrich Co., USA)進行染色，

並於螢光顯微鏡(Nikon, E400)下計數。

(6) 薄膜直接鑑定

薄 膜 直 接 鑑 定 之 項 目 包 括 場 發 射 電 子 顯 微 鏡(field emission gun scanning electron microscopy, FEG-SEM-EDX)(JEOL, JSM-6330F)及傅立葉 轉換紅外線光譜儀 (Fourier-transform infrared spectro- scopy, FTIR)(Bomem, DA8.3)等貴重儀器進行膜表之直接掃描分析。

3.2.2 海淡廠 RO 膜之生物性阻塞特性探討