反 渗 透 水 处 理 系 统 工 程 基 础
反 渗 透 预 处 理
一、反渗透预处理的必要性
合适的预处理，对反渗透装置长期安全运行是十分重要的。有了满足反渗透进水水质要求的预处理，就可以确保：产品水（渗透水）流量维持稳定；脱盐率维持在某一个值上的时间较长；产品水回收率可以不变；运行费用做到最低；膜使用寿命较长等。具体来说，反渗透预处理是为了做到：
（1）防止膜表面上污染，即防止悬浮杂质、微生物、胶体物质等附着在膜表面上或污堵元件水流通道（一般SDI 值小于1，RO 进水无需进行过滤处理，SDI 应小于4）；
（2）防止膜表面上结垢，因为反渗透装置运行中，由于水的浓缩，有一些难溶盐如CaCO 3、CaSO 4、BaSO 4、SrSO 4、CaF 2等沉积在膜表面上（通常加入硫酸，以将截留液的LSI ――朗格利尔指数降至＋1，在水平上也采用防垢剂来防止结垢）；
（3）确保膜免受机械和化学损伤，以使膜有良好的性能和足够长的使用寿命。
反渗透系统的效率和寿命与原水的预处理效果密切相关。预处理就是要把进水对膜的污染、结垢、损伤降到最低，从而使反渗透系统的产水量、脱盐率、回收率、运行成本达到最优。 二、反渗透的水源 1、水源的分类
反渗透水源一般有地下水和地表水两种。地表水包括范围很广，诸如江河、湖泊、水库、海洋等，地下水则是有雨水和地表水经过地层的渗流而形成的，存在于土壤和岩石内。地表水和地下水通称为天然水。 2、水源的质量
反渗透系统水的回收率、渗透水质量以及设备维护要求，在很大程度上取决于水源的质量。了解水源质量的变化有助于成功地设计反渗透预处理和反渗透本体系统。
含盐量为35000mg ／L 的海水称为标准海水，全世界范围大多数海水成分几乎比较相似，但TDS 值变化范围较大。 3、水源的选择
当地表水和地下水均可作为反渗透的水源时，就存在水源的选择问题。水源的选择就是对两种可供水源及其相应特性进行核查，以便选择更经济、可行的水源。选择水源时应考虑下列因素： （1）取水点的安全性； （2）水量是否充足； （3）水源质量是否稳定；
（4）取水要求（如考虑取水口构造、取水井深度等）； （5）处理要求（含废液处置的成本和灵活性）； （6）水源输送和水源布点要求。 4、水源的管理
水源质量管理是指保护当前和将来的生产饮用水、工业用水所需
地表水或地下水的科学行为。具体内容即：确定自然因素和人类活动对水源的影响，评估短期和长期的影响效果，防止供水系统中发生问题，而这些问题的纠正可能是困难的，并需要付出高昂的代价。 5、水源的水质全分析
反渗透系统对水质全分析项目有特定的要求，以满足水源预处理的需要。有了水质全分析，为确定预处理工艺及预处理所需的混凝剂、杀菌剂、阻垢剂等的加药量创造了条件。
当获得一水源水质全分析结果后，需要对分析结果进行审核，以确定分析结果的误差。当水质分析结果阴阳离子总量误差超过允许值时，可以加上钠离子或氯离子给予平衡。可做如下简单审核： （1）阴阳离子含量。水中各种阳离子的总浓度和阴离子的总浓度相等，即
∑c 阳＝∑c 阴
式中：
∑c 阳――各种阳离子浓度的总和，mmol ／L( ln n+／n) ； ∑c 阴－－各种阳离子浓度的总和，mmol ／L( ln n －／n) 。 两者分析误差x 应小于5％，即： ∑c 阳 － ∑c 阴
x ×100％≤5％ （∑c 阳 ＋∑c 阴）／2
（2）PH 值。25℃时PH 值为
PH ＝6.35＋lg [HCO3－] － lg [CO2]
计算所得PH 计与实测PH 实之差最大不应超过0.2，即：
ΔPH ＝ PH 计－PH 实 ＜0.2 式中：
[HCO3－]――该离子的摩尔浓度，mol ／L ；如测得HCO 3－为60mg ／L ，则 [HCO3－] ＝60／61（mol ／L ）；
[CO2]――该分子的含量，mol ／L ；如测得CO 2为20mg ／L ，则[CO2]＝20／44（mol ／L ）。
三、反渗透进水水质
1、卷式醋酸纤维素膜对反渗透进水水质的要求：
2、中空纤维式聚酰胺膜对反渗透进水水质的要求：
3、常规卷式复合膜对反渗透进水水质的要求：
4
、超低压卷式复合膜对反渗透进水水质的要求：
四、衡量反渗透进水水质的重要指标SDI 值 1、应用的意义
反渗透给水中胶体来源包括水中的细菌、黏土、胶体硅和铁的腐蚀产物等及在澄清池中使用的化学药品如铝盐、氧化铁、阳离子聚电解质等，如在澄清池和随后的过滤过程中没有被有效去除，也会引起胶体污染。此外，阳离子聚电解质会与带负电荷的阻垢剂产生沉淀而污染反渗透膜。
胶体污染严重影响反渗透膜元件的性能，如产水量下降、引起脱盐率下降等。胶体污染早期现象是压降增加。
在反渗透系统中，用来衡量反渗透器进水水质的一个很有用的指
标就是污染指数FI ，也可称为淤泥密度指数SDI 。它主要是检测水中胶体和悬浮物等微粒的多少，与普通浊度仪相比，是从不同角度反映水质情况，但污染指数比浊度仪要准确得多（浊度仪对不感光的胶体和微粒无法测出，污染指数是测在一定压力和标准间隔时间内，一定体积的水样通过微孔过滤器（0.45um ）的阻塞率。凡是大于0.45um 的微粒、胶体、细菌的全部被截留在膜面上）。 2、污染程度的衡量
SDI 值测试与膜元件运行状况不是一致的。SDI 值测试时，所有水都流过精度为0.45um ，直径为47mm 的滤纸；而对膜元件运行时，相当数量的有污染倾向的污染物，随浓水排掉。因此，SDI 值也仅能更好的反映反渗透膜装置污染程度而已。SDI 值与污染程度关系见下表：
3、测定方法
详见《反渗透水处理系统工程P .10～11》有关内容。 五、反渗透预处理一般原则的制定 1、预处理的目标
对于井水，原水的SDI 较低（一般小于3），悬浮物和细菌数较少，因而仅需简单的预处理；对于地表水，原水的SDI 较高（一般大于5），悬浮物和细菌数较多，预处理一般需采用混凝、澄清、过滤或采用可反洗的超滤。预处理目标分以下两方面：
（1）为了去除原水中的悬浮物和胶体杂质，当水经过反渗透前面的处理工艺―――5um 保安过滤器后，其出水污染指数SDI 对卷式醋酸纤维素膜、复合膜小于4，对中空纤维式芳香族聚酰胺膜小于3。 为达到这一目标，要求澄清池、过滤器的出水水质如下： 1）澄清池出水浊度小于1FTU ，最好小于0.5FTU 。
2）过滤器的出水浊度小于0.5FTU ，COD Mn 小于1.5mg ／L ，含铁量小于0.05mg ／L （以Fe 表示）。
一般来说，若滤后的水流经5um 过滤器后，其出水仍无法满足其对SDI 的要求时，则应根据具体情况考虑增设处理工艺。例如，保安过滤器前增设滤料颗粒比常规过更小的滤器；又如铁量过高，则在预处理中考虑除铁工艺。
（2）为了防止由于反渗透系统中水的浓缩，造成某种难溶盐在膜上沉积，需要进行化学加药处理。 2、预处理的一般原则
反 渗 透 水 处 理 系 统 工 程 基 础
反 渗 透 预 处 理
一、反渗透预处理的必要性
合适的预处理，对反渗透装置长期安全运行是十分重要的。有了满足反渗透进水水质要求的预处理，就可以确保：产品水（渗透水）流量维持稳定；脱盐率维持在某一个值上的时间较长；产品水回收率可以不变；运行费用做到最低；膜使用寿命较长等。具体来说，反渗透预处理是为了做到：
（1）防止膜表面上污染，即防止悬浮杂质、微生物、胶体物质等附着在膜表面上或污堵元件水流通道（一般SDI 值小于1，RO 进水无需进行过滤处理，SDI 应小于4）；
（2）防止膜表面上结垢，因为反渗透装置运行中，由于水的浓缩，有一些难溶盐如CaCO 3、CaSO 4、BaSO 4、SrSO 4、CaF 2等沉积在膜表面上（通常加入硫酸，以将截留液的LSI ――朗格利尔指数降至＋1，在水平上也采用防垢剂来防止结垢）；
（3）确保膜免受机械和化学损伤，以使膜有良好的性能和足够长的使用寿命。
反渗透系统的效率和寿命与原水的预处理效果密切相关。预处理就是要把进水对膜的污染、结垢、损伤降到最低，从而使反渗透系统的产水量、脱盐率、回收率、运行成本达到最优。 二、反渗透的水源 1、水源的分类
反渗透水源一般有地下水和地表水两种。地表水包括范围很广，诸如江河、湖泊、水库、海洋等，地下水则是有雨水和地表水经过地层的渗流而形成的，存在于土壤和岩石内。地表水和地下水通称为天然水。 2、水源的质量
反渗透系统水的回收率、渗透水质量以及设备维护要求，在很大程度上取决于水源的质量。了解水源质量的变化有助于成功地设计反渗透预处理和反渗透本体系统。
含盐量为35000mg ／L 的海水称为标准海水，全世界范围大多数海水成分几乎比较相似，但TDS 值变化范围较大。 3、水源的选择
当地表水和地下水均可作为反渗透的水源时，就存在水源的选择问题。水源的选择就是对两种可供水源及其相应特性进行核查，以便选择更经济、可行的水源。选择水源时应考虑下列因素： （1）取水点的安全性； （2）水量是否充足； （3）水源质量是否稳定；
（4）取水要求（如考虑取水口构造、取水井深度等）； （5）处理要求（含废液处置的成本和灵活性）； （6）水源输送和水源布点要求。 4、水源的管理
水源质量管理是指保护当前和将来的生产饮用水、工业用水所需
地表水或地下水的科学行为。具体内容即：确定自然因素和人类活动对水源的影响，评估短期和长期的影响效果，防止供水系统中发生问题，而这些问题的纠正可能是困难的，并需要付出高昂的代价。 5、水源的水质全分析
反渗透系统对水质全分析项目有特定的要求，以满足水源预处理的需要。有了水质全分析，为确定预处理工艺及预处理所需的混凝剂、杀菌剂、阻垢剂等的加药量创造了条件。
当获得一水源水质全分析结果后，需要对分析结果进行审核，以确定分析结果的误差。当水质分析结果阴阳离子总量误差超过允许值时，可以加上钠离子或氯离子给予平衡。可做如下简单审核： （1）阴阳离子含量。水中各种阳离子的总浓度和阴离子的总浓度相等，即
∑c 阳＝∑c 阴
式中：
∑c 阳――各种阳离子浓度的总和，mmol ／L( ln n+／n) ； ∑c 阴－－各种阳离子浓度的总和，mmol ／L( ln n －／n) 。 两者分析误差x 应小于5％，即： ∑c 阳 － ∑c 阴
x ×100％≤5％ （∑c 阳 ＋∑c 阴）／2
（2）PH 值。25℃时PH 值为
PH ＝6.35＋lg [HCO3－] － lg [CO2]
计算所得PH 计与实测PH 实之差最大不应超过0.2，即：
ΔPH ＝ PH 计－PH 实 ＜0.2 式中：
[HCO3－]――该离子的摩尔浓度，mol ／L ；如测得HCO 3－为60mg ／L ，则 [HCO3－] ＝60／61（mol ／L ）；
[CO2]――该分子的含量，mol ／L ；如测得CO 2为20mg ／L ，则[CO2]＝20／44（mol ／L ）。
三、反渗透进水水质
1、卷式醋酸纤维素膜对反渗透进水水质的要求：
2、中空纤维式聚酰胺膜对反渗透进水水质的要求：
3、常规卷式复合膜对反渗透进水水质的要求：
4
、超低压卷式复合膜对反渗透进水水质的要求：
四、衡量反渗透进水水质的重要指标SDI 值 1、应用的意义
反渗透给水中胶体来源包括水中的细菌、黏土、胶体硅和铁的腐蚀产物等及在澄清池中使用的化学药品如铝盐、氧化铁、阳离子聚电解质等，如在澄清池和随后的过滤过程中没有被有效去除，也会引起胶体污染。此外，阳离子聚电解质会与带负电荷的阻垢剂产生沉淀而污染反渗透膜。
胶体污染严重影响反渗透膜元件的性能，如产水量下降、引起脱盐率下降等。胶体污染早期现象是压降增加。
在反渗透系统中，用来衡量反渗透器进水水质的一个很有用的指
标就是污染指数FI ，也可称为淤泥密度指数SDI 。它主要是检测水中胶体和悬浮物等微粒的多少，与普通浊度仪相比，是从不同角度反映水质情况，但污染指数比浊度仪要准确得多（浊度仪对不感光的胶体和微粒无法测出，污染指数是测在一定压力和标准间隔时间内，一定体积的水样通过微孔过滤器（0.45um ）的阻塞率。凡是大于0.45um 的微粒、胶体、细菌的全部被截留在膜面上）。 2、污染程度的衡量
SDI 值测试与膜元件运行状况不是一致的。SDI 值测试时，所有水都流过精度为0.45um ，直径为47mm 的滤纸；而对膜元件运行时，相当数量的有污染倾向的污染物，随浓水排掉。因此，SDI 值也仅能更好的反映反渗透膜装置污染程度而已。SDI 值与污染程度关系见下表：
3、测定方法
详见《反渗透水处理系统工程P .10～11》有关内容。 五、反渗透预处理一般原则的制定 1、预处理的目标
对于井水，原水的SDI 较低（一般小于3），悬浮物和细菌数较少，因而仅需简单的预处理；对于地表水，原水的SDI 较高（一般大于5），悬浮物和细菌数较多，预处理一般需采用混凝、澄清、过滤或采用可反洗的超滤。预处理目标分以下两方面：
（1）为了去除原水中的悬浮物和胶体杂质，当水经过反渗透前面的处理工艺―――5um 保安过滤器后，其出水污染指数SDI 对卷式醋酸纤维素膜、复合膜小于4，对中空纤维式芳香族聚酰胺膜小于3。 为达到这一目标，要求澄清池、过滤器的出水水质如下： 1）澄清池出水浊度小于1FTU ，最好小于0.5FTU 。
2）过滤器的出水浊度小于0.5FTU ，COD Mn 小于1.5mg ／L ，含铁量小于0.05mg ／L （以Fe 表示）。
一般来说，若滤后的水流经5um 过滤器后，其出水仍无法满足其对SDI 的要求时，则应根据具体情况考虑增设处理工艺。例如，保安过滤器前增设滤料颗粒比常规过更小的滤器；又如铁量过高，则在预处理中考虑除铁工艺。
（2）为了防止由于反渗透系统中水的浓缩，造成某种难溶盐在膜上沉积，需要进行化学加药处理。 2、预处理的一般原则