反滲透預處理設備設計原則指導方案 （上）

在反滲透給水中不能含有油和脂，因為原水中油和脂的存在均可能會使反滲透膜的芳香聚酰胺活性層在應用過程中發生化學降解，並引起膜性能的退化，同時，油脂在膜表麵上的附著更容易使水中的其它汙染物在膜表麵滯留，從而引起反滲透膜的其它汙染。

一、水中存在的難溶無機鹽類成份的反滲透預處理係統設計

1、離子交換軟化

此工藝在係統未選擇投加有機阻垢劑時且原水硬度含量較低及有一定的鋇、鍶離子含量水源時，被經常采用。一般說來，目前此工藝在小型反滲透裝置的預處理係統和用於飲用水淨化的反滲透純淨水製備係統應用較多。

2、石灰軟化輔助投加鎂劑

此工藝在原水碳酸鹽硬度和溶解二氧化矽含量較高的大型反滲透係統中往往被采用。一般說來，該方法可將原水碳酸鹽硬度降低到100mg/l左右，與此同時原水中溶解的二氧化矽含量也可以去除百分之五十左右。此工藝在處理水質較差的地表水和工業循環水時應用居多。

3、給水中計量投加阻垢劑

由於該工藝對原水和現場條件的適用性強，實現自動控製容易，裝置運行可靠，故此在大型反滲透係統和原水難溶無機物含量較高的係統中被廣泛采用。

目前在新建的反滲透係統中，投加的阻垢劑多見於國外進口產品，該類阻垢劑的共同特點是稀釋及投加均十分方便，該藥劑對水中的多種難溶物質均具有較高的分散能力，藥劑生產廠商甚至可以保證在R/O濃水係統LSI或S&DSI指數高達+2.5～+3.0時仍不結垢，另外，CaSO4、SrSO4、BaSO4、CaF2的飽和度而因此可以分別擴展2.3、8.0、60、100倍；並且有的阻垢劑與預處理係統中投加絮凝劑兼容。

而在過去國內被作為阻垢劑經常使用的六偏磷酸鈉，由於其具有溶解不便、受溫度影響、不十分穩定、分散能力較差等缺點而正在被逐漸取代。另外，六偏磷酸鈉水解後生成的磷酸根離子和磷酸鹽垢，很可能成為原水中所含有微生物的營養劑，從而促進了微生物在反滲透係統內繁衍，這也是六偏磷酸鈉正在被用戶逐漸棄用的原因之一。無論是選用哪一種阻垢劑，在應用時應特別注意其濃水係統中LSI和S&DSI值的控製，保證係統運行。

4、弱酸型陽離子交換脫堿軟化

該法在原水含鹽量較高和堿度成分高（占陰離子含量百分之七十以上時）的大型反滲透係統中應用居多。但經過此工藝處理後，被處理水PH值較低（4～5），這樣往往會由於反滲透係統的無機酸透過量增加，而使反滲透係統脫鹽率較低；即便再對脫碳後的被處理水進行調節PH值處理或采用不脫除二氧化碳的工藝，其脫鹽率也無法達到原來較為理想的水平。盡管如此，該工藝在高鹽量、高堿度的水質條件情況下還是得到了較多的應用。

二、針對原水溶解矽含量較高的反滲透預處理係統設計

對此種水源條件下運行的反滲透預處理係統設計一般有如下幾種方法：

在現場條件允許的情況下，通過係統內設置的換熱器將給水溫度調整至28～35℃左右，進而提高水中矽酸化合物的溶解度，並與控製係統水回收率的工藝設計相結合，來確保反滲透係統在運行過程中無矽膠垢形成.這是在工程中經常采用的方法。在此種條件下，一般應注意將反滲透濃水係統的二氧化矽的含量控製在150mg/l以下。

采用石灰預軟化和投加鎂劑（菱苦土）相結合的方法除矽。該方法可以將溶解在原水中的二氧化矽去除百分之六十以上，另外，本工藝在用戶實際操作時比較麻煩，故此本工藝在小型水處理係統中應用很少，而在大型反滲透係統中被廣泛采用。

投加矽分散劑。目前，由於進口矽分散劑的優越性能而導致該方法在國內開工的大型反滲透工程中已被廣泛采用。從藥劑供應商提交的技術文件和相關信息來看，在應用時，有的甚至允許反滲透濃水係統二氧化矽的含量達到240~290PPM左右。

但對一個反滲透係統設計者來說，具體工程中反滲透濃水係統二氧化矽的所允許的含量，應根據具體投加藥劑所允許的技術指標和符合現場條件的藥劑投加計算軟件的模擬結果而確定。

三、針對原水含有金屬氧化物的反滲透預處理係統設計

在預處理係統中設置對原水的預氧化工藝，然後通過混凝、沉降和砂濾或錳砂過濾等工藝，將原水中的鐵、錳離子及其化合物去除。

在預處理係統中，增設石灰預軟化和混凝、澄清、沉降的組合處理工藝一般均可以將原水中的大部分金屬氧化物去除。

采用電化學凝聚、沉降和多介質過濾的預處理組合工藝，也可將水中的絕大部分鐵金屬氧化物去除。

投加化學分散劑。在可以有效地防止無機鹽結垢的同時，還可以防止一定量的金屬氧化物在反滲透膜係統中的沉積。

四、針對原水含有天然有機物的反滲透預處理係統設計

在預處理係統中，設置石灰預軟化、混凝、澄清組合處理工藝，然後再通過多介質過濾和細砂過濾的工藝處理，以去除原水中的被吸附的天然腐殖質有機物。該工藝在地表水和循環水脫鹽淨化處理的大型反滲透預處理係統中被廣泛采用。

在預處理係統中設置活性炭吸附過濾工藝，去除原水中尚存的有機物。該工藝在中小型反滲透預處理被經常采用，尤其在純淨水生產和生活飲用水淨化係統中應用較多。

在預處理係統中增設有機物清掃器工藝，以便去除原水中的有機物。該工藝在電子行業的超純水係統和原水為江、河、湖水，水中有機物含量相對較多或成分也較為複雜的反滲透預處理係統中多被采用。

將微濾器（0.2μm）和超濾器（截留分子量在6000～20000）作為清除有機物的預處理設備使用，該工藝在小型反滲透係統中被經常使用。

在預處理係統中以納濾膜分離設備作為反滲透係統的預處理設備，可以將分子量在200以上的有機物和微生物、病毒、熱源去除。在二級海水淡化係統中和以地表水為水源的超純水製備係統及生活飲用水淨化係統中應用較多。