反渗透预处理设备设计原则指导方案（上）

 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污染。

一、水中存在的难溶无机盐类成份的反渗透预处理系统设计

1、离子交换软化

此工艺在系统未选择投加有机阻垢剂，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广泛。

2、石灰软化辅助投加镁剂

此工艺在原水碳酸盐硬度和溶解二氧化硅含量较高的大型反渗透系统中往往被采用。该方法可将原水碳酸盐硬度降低到100mg/l左右，与此同时，原水中溶解的二氧化硅含量也可以去除百分之五十左右。此工艺在处理水质较差的地表水和工业循环水时应用居多。

3、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采用。

目前在新建反渗透系统中，投加的阻垢剂多见于进口产品，该类阻垢剂的共同特点是稀释及投加均十分方便，该药剂对水中的多种难溶物质均具有较高的分散能力，药剂生产厂商甚至可以保证在RO浓水系统LSI或S&DSI指数高达+2.5～+3.0时仍不结垢。另外，CaSO4、SrSO4、BaSO4、CaF2的饱和度而因此可以分别扩展2.3、8.0、60、100倍；并且有的阻垢剂与预处理系统中投加絮凝剂兼容。

而在过去，国内经常被用作阻垢剂使用的六偏磷酸钠，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，保证系统稳定运行。

4、弱酸型阳离子交换脱碱软化

该法在原水含盐量较高和碱度成分高（占阴离子含量百分之七十以上时）的大型反渗透系统中应用居多。但经过此工艺处理后，被处理水PH值较低（4～5），这样往往会由于反渗透系统的无机酸透过量增加，而使反渗透系统脱盐率较低。即便再对脱碳后的被处理水进行调节PH值处理或采用不脱除二氧化碳的工艺，其脱盐率也无法达到原来较为理想的水平。尽管如此，该工艺在高盐量、高碱度的水质条件情况下还是得到了较多的应用。

二、针对原水溶解硅含量较高的反渗透预处理系统设计

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：

1、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。

2、采用石灰预软化和投加镁剂（菱苦土）相结合的方法除硅。

该方法可以将溶解在原水中的二氧化硅去除百分之六十以上，另外，该工艺在用户实际操作时比较麻烦，故此该工艺在小型水处理系统中应用很少，而在大型反渗透系统中被广泛采用。

3、投加硅分散剂。

目前，由于进口硅分散剂的优越性能而导致该方法在国内开工的大型反渗透工程中已被广泛采用。从药剂供应商提交的技术文件和相关信息来看，在应用中有的甚至允许反渗透浓水系统二氧化硅的含量达到240~290PPM左右。

但对一个反渗透系统设计者来说，具体工程中反渗透浓水系统二氧化硅的所允许的含量，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确定。

三、针对原水含有金属氧化物的反渗透预处理系统设计

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。

四、针对原水含有天然有机物的反渗透预处理系统设计

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较多。

在预处理系统中增设有机物清扫器工艺，以便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。