反渗透预处理设计原则指导

1、离子交换软化

此工艺在系统未选择投加有机阻垢剂时且原水硬度含量较低及有一定的钡、锶离子含量水源时，被经常采用。

一般说来，目前此工艺在小型反渗透装置的预处理系统和用于饮用水净化的反渗透纯净水制备系统应用最多。

2、给水中计量投加阻垢剂

由于该工艺对原水和现场条件的适用性强，实现自动控制容易，装置运行可靠，故此在大型反渗透系统和原水难溶无机物含量较高的系统中被广泛使用。

在过去国内被作为阻垢剂经常使用的六偏磷酸钠，由于其具有溶解不便、受温度影响、不十分稳定、分散能力较差等缺点而正在被逐渐取代。

另外，六偏磷酸钠水解后生成的磷酸根离子和磷酸盐垢，很可能成为原水中所含有微生物的营养剂，从而促进了微生物在反渗透系统内繁衍，这也是六偏磷酸钠正在被用户逐渐弃用的原因之一。

无论是选用哪一种阻垢剂，在应用时应特别注意其浓水系统中LSI和S&DSI值的控制，保证系统安全运行。

对此种水源条件下运行的反渗透预处理系统设计一般有如下几种方法：

在现场条件允许的情况下，通过系统内设置的换热器将给水温度调整至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。

这是在工程中经常采用的方法。在此种条件下，一般应注意将反渗透浓水系统的二氧化硅的含量控制在150mg/l以下。

投加硅分散剂。目前，由于硅分散剂的优越性能而导致该方法在国内最近开工的大型反渗透工程中已被广泛采用。

对一个水处理药剂生产厂家来说，具体工程中反渗透浓水系统二氧化硅的所允许的最高含量，应根据具体投加药剂所允许的技术指标和符合现场条件的药剂投加计算软件的模拟结果而最终确定。

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

在预处理系统中，增设石灰预软化和混凝、澄清、沉降的组合处理工艺一般均可以将原水中的大部分金属氧化物去除。

采用电化学凝聚、沉降和多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。

在预处理系统中，设置石灰预软化、混凝、澄清组合处理工艺，然后再通过多介质过滤和细砂过滤的工艺处理，以去除原水中的被吸附的天然腐殖质有机物。该工艺在地表水和循环水脱盐净化处理的大型反渗透预处理系统中被广泛采用。

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采用，尤其在纯净水生产和生活饮用水净化系统中应用最多。

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采用。

将微滤器（0.2μm）和超滤器（截留分子量在6000～20000）作为清除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。

在预处理系统中设置石灰预软化工艺，并在澄清器中辅助投少量的铝酸钠，以增加澄清效果。

在多介质过滤或细砂过滤等预处理工艺环节之前，增设投加混凝剂/助凝剂、沉降、澄清等预处理组合工艺。

在反渗透膜分离系统之前，设置微滤或超滤预处理设备，以去除原水中该类污染物。

反渗透膜系统不允许有大于5微米的颗粒物质进入，因为反渗透给水中的颗粒物质在系统运行过程中会把反渗透膜的超薄屏障层滑伤，进而导致膜系统盐透过率增加和系统脱盐率下降。

在反渗透给水系统上间断投加非氧化性化学杀菌剂，在预处理系统中增设微滤或超滤工艺。

优化反渗透装置的结构设计，减少微生物的滋生地带；如在反渗透装置配管设计时，尽量减少水流死角；再如在设计系统连接管道时，尽量减少在停机时造成部分管道局部积水状态的高-低-高形式的设计和连接；在适当的管道低段增设排放阀等。

在处理湖、河及海水时，在预处理系统中设计投加硫酸铜（0.1PPM）工艺，以控制微生物、藻类的生长和污染。

一般说来，反渗透系统要求原水细菌总数要控制在10000cfu/ml以下。

在预处理系统中考虑设置还原剂（亚硫酸氢钠）计量投加装置或设置活性炭吸附过滤器，用以消除给水尚存的自由氯，以防止由于水中氧化性物质的长期存在而导致的反渗透膜的表面活性层性能退化。

一般说来，在小型反渗透系统中均选择设置活性炭过滤器，而在大型系统中一般都考虑在预处理系统中计量投加还原剂。

在选择系统需投加的阻垢剂品种时，应考虑所投加的阻垢剂与给水前期投加的絮凝剂和凝聚剂是否兼容。

一般从历史上看，为了保证混凝效果，在之前一般以地表水为水源的自来水厂和自备水源系统中，都选用了投加阳离子絮凝剂，故此，在为反渗透系统选择阻垢剂时，一定要注意药品的兼容性，若一旦原水在预处理过程中使用了阳离子型絮凝剂，在后续反渗透系统中就要坚决避免使用阴离子型阻垢剂；

若不能避免，则后续工艺投加阴离子阻垢剂就可能与过滤水中尚存的阳离子型絮凝剂发生反应，且由于药剂投加而形成的反应物会以胶体化合物的形式沉积在膜表面上，进而对反渗透膜形成污染。

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。