反渗透原水预处理

我国淡水资源比较丰富，居世界第五位。但人均水资源量与世界许多国家相比，相差很大，据2012年的统计，我国人均水资源量只有2100立方米，仅为世界人均水平的28%。因此，淡水是有限的宝贵资源。

随着工业化进程的不断加快，水资源短缺形势将更加严峻。我国建设部指出：反渗透技术在未来20年内将是关键的水处理方式。

反渗透系统的第一步原水预处理，为了延长反渗透系统的周期和使用期限，所以对进水往往有一定的水质要求。

原水中除含有泥砂外，通常还含有颗粒很细的尘土、腐殖质、淀粉、纤维素以及菌、藻等微生物。这些杂质与水形成溶胶状态的胶体微粒，由于布朗运动和静电排斥力而呈现沉降稳定性和聚合稳定性，通常不能利用重力自然沉降的方法去除。因此，需要添加混凝剂、助凝剂等，使细小的胶体微粒凝聚再絮凝成较大的颗粒而沉淀。原水预处理保障了反渗透设备正常运行以及膜的使用寿命。

常见有6种反渗透预处理设计

• 原水是含有微粒和胶体的地表水：由于地表水中的胶体大都带有负电荷，一般釆用投加阳离子聚丙烯酰胺絮凝剂能降低SDI。
• 原水含有细菌及微生物或系统已有微生物滋生：

（1）所有的原水均含有微生物：即细菌、藻类、病毒和其它高等生物。细菌的一般尺寸为1?3mm,微生物可以看成是胶体物质，但它与无生命的颗粒不同之处在于他们有繁殖能力，在适宜的生存条件下形成生物膜。长久以来常用的含氯要剂为氯气、次氯酸钠或次氯酸钙，当釆用氯杀菌时为了防止膜被氧化，反渗透的进水应进行脱氯处理，脱氯主要采用亚硫酸氢钠药剂还原或活性炭吸附。

（2）除连续向原水中投加药剂外，也可以在反渗透给水系统上间断投加被允许使用的非氧化性化学药剂，这种处理方法用于存在中等生物污染危害的系统上。

• 原水中存在的难溶无机盐成份：

为了防止膜面上发生无机盐结垢，应采用如下措施：

1. 加酸性阻垢剂-防止结

（2）加碱性阻垢剂-提高脱除率。一般在一级反渗透中加碱使用较少。常见的加碱应用是二级反渗透系统。

（3）在选择阻垢剂时需要考虑和反渗透膜是否兼容；考虑和絮凝剂，助凝剂是否兼容。其中黄河水还需石灰预软化药剂。

• 原水溶解硅含量较高：

（1）投加硅阻垢剂

（2）水温调节28~35℃左右，进而提高水中硅酸化合物的溶解度，并与控制系统水回收率的工艺设计相结合，来确保反渗透系统在运行过程中无硅胶垢形成。

• 原水含有金属氧化物：

在预处理系统中设置对原水的预氧化工艺，然后通过混凝、沉降和砂滤或镒砂过滤等工艺，将原水中的铁、镒离子及其化合物去除。

采用电化学凝聚、沉降和介质过滤的预处理组合工艺，也可将水中的绝大部分铁金属氧化物去除。

投加化学分散剂，在可以有效地防止无机盐结垢的同时，还可以防止一定量的金属氧化物在反渗透膜系统中的沉积。

• 原水含有天然有机物：

（1）在预处理系统中设置活性炭吸附过滤工艺，去除原水中尚存的有机物。该工艺在中小型反渗透预处理被经常釆用，尤其在纯净水生产和生活饮用水净化系统中应用较多。

（2）在预处理系统中增设有机物清扫器工艺，以便较为彻底地去除原水中的有机物，该工艺在电子行业的超纯水系统和原水为江、河、湖水，水中有机物含量相对较多或成分也较为复杂的反渗透预处理系统中多被釆用；将微滤器（0.2μm）和超滤器（截留分子量在6000?20000）作为清理有机物的预处理设备使用，该工艺在小型反渗透系统中被经常使用；在预处理系统中以纳滤膜分离设备作为反渗透系统的预处理设备，可以将分子量在200以上的有机物和微生物、病毒、热源去除，在二级海水淡化系统中和以地表水为水源的超纯水制备系统及生活饮用水净化系统中应用较多。

• 原水中可能含有微量油和脂

在反渗透给水中不能含有油和脂，因为原水中油和脂的存在均可能会使反渗透膜的芳香聚酰胺活性层在应用过程中发生化学降解，并引起膜性能的退化，同时，油脂在膜表面上的附着更容易使水中的其它污染物在膜表面滞留，从而引起反渗透膜的其它污染。

在进行反渗透系统设计时，当给水中油和脂的含量在0.1PPM以上时，就应根据具体情况选择油水分离、化学凝聚、活性炭吸附过滤或超滤膜分离等工艺对其进行去除。

成分	含量/（mg/L）
	珠江	长江	黄河	黑龙江	闽江	塔里木河	松花江
Ca2+	18	28.9	39.1	11.6	2.6	107.6	12
Mg2+	1.1	9.6	17.9	2.5	0.6	841.5	3.8
Na+ +K+	16.1	8.6	46.3	6.7	6.7	10 265	6.8
HCO3 -	32.9	128.9	162	54.9	20.2	117.2	64.4
SO42-	34.8	13.4	82.6	6.0	4.9	6052	5.9
Cl -	7.3	4.2	30.0	2.0	0.5	14 368	1.0
含盐量	110.2	193.6	377.9	83.7	35.5	31 751.3	93.9

原水的成分各不相同，所以在反渗透系统中预处理系统的设置，目的在于优化供水条件，使之达到反渗透系统的进水要求。

反渗透系统运行的管理实质是各种药剂的选择及使用管理。所以用户在采用反渗透装置前，应提供原水水质分析报告，反渗透处理药剂厂家的设计人员根据用户水质情况可帮助用户确定原水预处理方案，以便合理选用反渗透设备并确保反渗透长期、稳定地正常运行。

分区	目的	药剂
预处理	保证反渗透部分的运行	絮凝剂、灭藻杀菌剂、还原剂