九种水质,预处理设计指导及RO化学清洗的

反渗透预处理设备设计原则指导

　　1)水中存在的难溶无机盐类成份的反渗透预处理系统设计

　　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。

　　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。一般说来，该方法可将原水碳酸盐硬度降低到mg/l左右，与此同时原水中溶解的二氧化硅含量也可以去除50～60%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。

　　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。目前在新建的反渗透系统中，投加的阻垢剂多见于国外进口产品，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R/O浓水系统LSI或SDSI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、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SDSI值的控制，保证系统安全运行。

　　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70%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。

　　2)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：

　　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mg/l以下。

　　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60%以上，另外，本工艺在用户实际操作时比较麻烦，故此本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。

　　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最近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，在应用时，有的甚至允许反渗透浓水系统二氧化硅的含量达到~PPM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。

　　3)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。

　　4)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～)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。

　　5)针对原水是含有微粒和胶体的地表水的反渗透预处理设计

　　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。

　　6)针对原水含有细菌及微生物或系统已有微生物滋长的反渗透预处理系统设计

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杀菌剂，

在反渗透预处理系统中增设紫外线消毒工艺。

　　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，减少微生物的孳生地带;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00cfu/ml以下。

　　7)针对原水是稍差的城市自来水或自备水源的反渗透处理系统设计

　　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。目前，在市场上一些国外药剂生产厂家一般都能提供与其阻垢剂相兼容的有机絮凝剂，这样系统使用起来就特别安全。

　　8)针对原水是处于还原状态(缺氧)且含有二价铁、锰和硫化氢及氨盐的反渗透预处理系统设计

　　当将反渗透系统处理处于还原状态、且含有铁锰离子的原水时，设计者更应该注意防止铁锰氧化物形成的膜污染。这是因为原水在经过预处理氧化工艺处理后-即当水中氧含量在5PPM以上时，二价铁、锰离子会变成不溶性氢氧化物的溶胶，虽然一般情况下通过混凝、沉降及介质过滤等组合工艺可将该类污染物去除。然而，在实际的反渗透水处理工程中，铁在反渗透膜系统中污堵的产生案例往往很多。多年的工程实践表明，当原水PH值为7.7以上时，即便反渗透给水中铁含量为0.1PPM、且在SDI测试值小于5的情况下，也可能发生铁的膜污染问题，这是因为铁的氧化速率与铁含量，水中溶解氧的浓度及PH值等因素密切有关，所以在预处理系统中应注意对原水中铁离子含量的控制。工程实践证明：一般情况下，原水PH值较低时，反渗透给水中铁离子的允许含量可以稍高:在原水PH值6.0，溶解氧含量0.5ppm，原水铁含量在4ppm以下时，反渗透膜系统基本上不可能发生铁污染;当原水溶解氧含量在0.5-5ppm之间，PH为6.0-7.0时，水中铁离子的安全允许含量应在0.5ppm以下;当原水溶解氧含量为5ppm以上，且PH7.7时，反渗透给水中的铁离子的安全允许浓度仅为0.05ppm。另外，在处理含铁的地下水对原水进行氧化处理时，请勿采用加氯工艺，因为水中的铁在被氯化时所形成的胶体铁很难去除，进而对反渗透膜形成污染。

　　地下水中硫化氢可以通过氯化及氧化的方法将之去除，但该方法的实际效果与被处理水源的PH值密切相关。在原水PH低于6.4时，原水加氯可使硫化氢转变成硫酸成分存在与水中;但在原水PH值高于6.4时，在对原水氯化过程中，会有一部分硫化氢被氧化成胶体硫。工程实践证明：在PH为7~10时，两种反应成分约各占50%。然而，一旦原水系统中有胶体硫形成就非常难以去除，其对反渗透膜的污染较大，所以在实际反渗透工程应用中要特别谨慎。

　　另外，也可以使原水在进入反渗透系统之前，采用脱气或气提的方法将原水中的大部分硫化氢去除。

　9)针对原水中可能含有微量油和脂的反渗透预处理系统设计

　　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。

反渗透预处理设备设计原则指导

　　1)水中存在的难溶无机盐类成份的反渗透预处理系统设计

　　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。

　　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。一般说来，该方法可将原水碳酸盐硬度降低到mg/l左右，与此同时原水中溶解的二氧化硅含量也可以去除50～60%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。

　　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。目前在新建的反渗透系统中，投加的阻垢剂多见于国外进口产品，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R/O浓水系统LSI或SDSI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、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SDSI值的控制，保证系统安全运行。

　　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70%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。

　　2)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：

　　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mg/l以下。

　　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60%以上，另外，本工艺在用户实际操作时比较麻烦，故此本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。

　　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最近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，在应用时，有的甚至允许反渗透浓水系统二氧化硅的含量达到~PPM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。

　　3)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。

　　4)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～)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。

　　5)针对原水是含有微粒和胶体的地表水的反渗透预处理设计

　　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。

　　6)针对原水含有细菌及微生物或系统已有微生物滋长的反渗透预处理系统设计

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杀菌剂，

在反渗透预处理系统中增设紫外线消毒工艺。

　　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，减少微生物的孳生地带;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00cfu/ml以下。

　　7)针对原水是稍差的城市自来水或自备水源的反渗透处理系统设计

　　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。目前，在市场上一些国外药剂生产厂家一般都能提供与其阻垢剂相兼容的有机絮凝剂，这样系统使用起来就特别安全。

　　8)针对原水是处于还原状态(缺氧)且含有二价铁、锰和硫化氢及氨盐的反渗透预处理系统设计

　　当将反渗透系统处理处于还原状态、且含有铁锰离子的原水时，设计者更应该注意防止铁锰氧化物形成的膜污染。这是因为原水在经过预处理氧化工艺处理后-即当水中氧含量在5PPM以上时，二价铁、锰离子会变成不溶性氢氧化物的溶胶，虽然一般情况下通过混凝、沉降及介质过滤等组合工艺可将该类污染物去除。然而，在实际的反渗透水处理工程中，铁在反渗透膜系统中污堵的产生案例往往很多。多年的工程实践表明，当原水PH值为7.7以上时，即便反渗透给水中铁含量为0.1PPM、且在SDI测试值小于5的情况下，也可能发生铁的膜污染问题，这是因为铁的氧化速率与铁含量，水中溶解氧的浓度及PH值等因素密切有关，所以在预处理系统中应注意对原水中铁离子含量的控制。工程实践证明：一般情况下，原水PH值较低时，反渗透给水中铁离子的允许含量可以稍高:在原水PH值6.0，溶解氧含量0.5ppm，原水铁含量在4ppm以下时，反渗透膜系统基本上不可能发生铁污染;当原水溶解氧含量在0.5-5ppm之间，PH为6.0-7.0时，水中铁离子的安全允许含量应在0.5ppm以下;当原水溶解氧含量为5ppm以上，且PH7.7时，反渗透给水中的铁离子的安全允许浓度仅为0.05ppm。另外，在处理含铁的地下水对原水进行氧化处理时，请勿采用加氯工艺，因为水中的铁在被氯化时所形成的胶体铁很难去除，进而对反渗透膜形成污染。

　　地下水中硫化氢可以通过氯化及氧化的方法将之去除，但该方法的实际效果与被处理水源的PH值密切相关。在原水PH低于6.4时，原水加氯可使硫化氢转变成硫酸成分存在与水中;但在原水PH值高于6.4时，在对原水氯化过程中，会有一部分硫化氢被氧化成胶体硫。工程实践证明：在PH为7~10时，两种反应成分约各占50%。然而，一旦原水系统中有胶体硫形成就非常难以去除，其对反渗透膜的污染较大，所以在实际反渗透工程应用中要特别谨慎。

　　另外，也可以使原水在进入反渗透系统之前，采用脱气或气提的方法将原水中的大部分硫化氢去除。

　9)针对原水中可能含有微量油和脂的反渗透预处理系统设计

　　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。

反渗透预处理设备设计原则指导

　　1)水中存在的难溶无机盐类成份的反渗透预处理系统设计

　　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。

　　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。一般说来，该方法可将原水碳酸盐硬度降低到mg/l左右，与此同时原水中溶解的二氧化硅含量也可以去除50～60%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。

　　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。目前在新建的反渗透系统中，投加的阻垢剂多见于国外进口产品，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R/O浓水系统LSI或SDSI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、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SDSI值的控制，保证系统安全运行。

　　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70%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。

　　2)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：

　　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mg/l以下。

　　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60%以上，另外，本工艺在用户实际操作时比较麻烦，故此本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。

　　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最近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，在应用时，有的甚至允许反渗透浓水系统二氧化硅的含量达到~PPM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。

　　3)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。

　　4)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～)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。

　　5)针对原水是含有微粒和胶体的地表水的反渗透预处理设计

　　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。

　　6)针对原水含有细菌及微生物或系统已有微生物滋长的反渗透预处理系统设计

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杀菌剂，

在反渗透预处理系统中增设紫外线消毒工艺。

　　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，减少微生物的孳生地带;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00cfu/ml以下。

　　7)针对原水是稍差的城市自来水或自备水源的反渗透处理系统设计

　　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。目前，在市场上一些国外药剂生产厂家一般都能提供与其阻垢剂相兼容的有机絮凝剂，这样系统使用起来就特别安全。

　　8)针对原水是处于还原状态(缺氧)且含有二价铁、锰和硫化氢及氨盐的反渗透预处理系统设计

　　当将反渗透系统处理处于还原状态、且含有铁锰离子的原水时，设计者更应该注意防止铁锰氧化物形成的膜污染。这是因为原水在经过预处理氧化工艺处理后-即当水中氧含量在5PPM以上时，二价铁、锰离子会变成不溶性氢氧化物的溶胶，虽然一般情况下通过混凝、沉降及介质过滤等组合工艺可将该类污染物去除。然而，在实际的反渗透水处理工程中，铁在反渗透膜系统中污堵的产生案例往往很多。多年的工程实践表明，当原水PH值为7.7以上时，即便反渗透给水中铁含量为0.1PPM、且在SDI测试值小于5的情况下，也可能发生铁的膜污染问题，这是因为铁的氧化速率与铁含量，水中溶解氧的浓度及PH值等因素密切有关，所以在预处理系统中应注意对原水中铁离子含量的控制。工程实践证明：一般情况下，原水PH值较低时，反渗透给水中铁离子的允许含量可以稍高:在原水PH值6.0，溶解氧含量0.5ppm，原水铁含量在4ppm以下时，反渗透膜系统基本上不可能发生铁污染;当原水溶解氧含量在0.5-5ppm之间，PH为6.0-7.0时，水中铁离子的安全允许含量应在0.5ppm以下;当原水溶解氧含量为5ppm以上，且PH7.7时，反渗透给水中的铁离子的安全允许浓度仅为0.05ppm。另外，在处理含铁的地下水对原水进行氧化处理时，请勿采用加氯工艺，因为水中的铁在被氯化时所形成的胶体铁很难去除，进而对反渗透膜形成污染。

　　地下水中硫化氢可以通过氯化及氧化的方法将之去除，但该方法的实际效果与被处理水源的PH值密切相关。在原水PH低于6.4时，原水加氯可使硫化氢转变成硫酸成分存在与水中;但在原水PH值高于6.4时，在对原水氯化过程中，会有一部分硫化氢被氧化成胶体硫。工程实践证明：在PH为7~10时，两种反应成分约各占50%。然而，一旦原水系统中有胶体硫形成就非常难以去除，其对反渗透膜的污染较大，所以在实际反渗透工程应用中要特别谨慎。

　　另外，也可以使原水在进入反渗透系统之前，采用脱气或气提的方法将原水中的大部分硫化氢去除。

　9)针对原水中可能含有微量油和脂的反渗透预处理系统设计

　　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。

一、反渗透系统清洗的原因及目的

水处理进水中存在各种形式可导致反渗透膜表面污染的物质，例如水合金属氧化物、含钙沉淀物、有机物及生物等。设置膜系统的预处理装置的目的就在于尽量减少膜表面上的污染，通过安装合适的预处理系统、选择恰当的操作条件（如产水流量、运行压力、产水回收率等），就能达到这一目的。

预处理系统不能完全去除导致反渗透膜污染的物质，经过正确的预处理后，仍然存在供水中胶体和微粒物质的污染。而且，在脱盐过程中，随着膜组件内盐浓度的增加，在膜表面将有一些物质从水中析出并且形成垢层，覆盖在RO膜表面。可能引起膜系统污垢的因素总结如下：

*预处理系统不完善

*操作控制不当

*预处理运行不正常

*膜面长时间累积沉淀物（钡和硅垢等）

*系统选材不合适（泵和管线等）

*进水组份或其他条件改变

*预处理投药系统失灵

*进水受生物污染

*系统停机后冲洗不及时或不充分

发生膜表面的污垢将加速系统性能的下降，如减少产水流量，降低脱盐率。污垢的另一个负面现象就是进水和浓水间的压差增加。对反渗透系统清洗的目的就是通过及时得力的措施，有效地对系统进行清洗，最大限度地恢复膜系统的性能。

二、RO膜清洗的条件：

RO系统在运行中，出现下列现象之一者，RO膜需要进行化学清洗：

l产品水的膜透过量下降10-15%

l产品水的脱盐率降低10-15%

l膜的压力差（原水进水压力-浓水压力）增加10-15%

l已被证实有结垢或有污染。

需要注意的是，RO膜本身是受运行的压力、水温、PH等参数的影响，RO膜清洗的条件应综合全面考虑。

三、化学清洗周期

常规RO设备每年化学清洗次数为3-4次（平均每季度一次）。但是由于各设备，水源等情况的不同，可根据设备运行情况适当调整清洗时间。

四、清洗过程简述：

RO膜化学清洗工艺包括冲洗、浸泡、循环三个过程：

l循环过程：

RO系统的化学清洗循环过程中，要进行三个过程：一是低流量循环：用尽可能低的清洗流量置换元件内的原水能有效地刷洗膜表面污物；二是循环：当原水被置换掉后，浓水管路中就应该出现清洗液，可以让清洗液循环返回清洗液水箱。循环清洗液15分钟或直到颜色不变为止。如果颜色仍发生变化，放掉清洗液重新配置新的清洗液。三是高流量循环：过程中化学液与膜内部分子发生物理的动力接触，进一步发生渗透、磨擦、剪切等反应，从而达到化学清洗的目的。

l浸泡过程：

浸泡是RO系统清洗的关键。它既能使化学液与污染物发生相应的化学反应，又能让污染物从膜的表面脱落，溶于化学液中达到化学清洗的目的。浸泡时间随污染严重程度而定，对于轻度污染，浸泡1～2小时足够。

l冲洗过程：

预处理的合格产水可以用于冲洗系统内的清洗液，如有条件建议采用RO产水作为冲洗用水。

五、反渗透化学清洗的操作：

　　l清洗准备工作：

　　1.确定RO膜需要化学清洗

　　2.分析污染物确定采用的化学配方，并根据配方采购必要的的化学药品或试剂。

　　3.检查化学清洗装置是否完好。

　　4.准备好防护镜、胶手套、口罩、橡胶围裙等防护用品。

　　5.确保清洗的温度不低于15℃（否则需要增加加温装置）。

　　6.化学清洗管检查

　　检查清洗管路的连接是否就绪，阀门的开启是否通常，必要时固定清洗液的循环管，以免震动时发生意外。

　　l一般清洗液配方：

　　RO膜的污染或阻塞是受其污染物的种类、膜本身的材质等条件的影响。对于不同的污染，其化学清洗的药剂是不一样的。应根据现场污染情况而制定相应的化学清洗方案。

　　l清洗过程简述：

　　RO膜一般的化学清洗工艺包括循环、浸泡、冲洗三个过程，但也应当根据实际情况而定。

六、化学清洗方案确定

　　1.清洗方案确定：

根据上述的分析，根据现场后重点分析膜污染原因，在此基础上调整清洗方案。

l有机物污染：一般来说要先用碱性药液化学清洗，然后再用酸性药液进行清洗。如能确定膜为油类污染，此时，须先用碱性清洗液后用酸性清洗液，避免油类物质被固化，增大清洗难度。

l生物污染：一般情况下按碱－酸顺序清洗。

l无机盐垢：一般采用酸性清洗。需要注意的是，在酸洗过程中，应随时检查清洗液pH值变化，当在溶解无机盐类沉淀消耗掉酸时，如果pH的增加超过0.5个pH值单位，就应该向清洗箱内补充酸，酸性清洗液的总循环时间不应超过20分钟，超过这一时间后，清洗液可能会被清洗下来的无机盐所饱和，而污染物就会再次沉积在膜表面，此时应用合格预处理产水将膜系统及清洗系统内的第一遍清洗液排放掉，重新配置清洗液进行第二遍酸性清洗操作。

2.清洗液配方：

RO膜的污染或阻塞是受其污染物的种类、膜本身的材质等条件的影响。对于不同的污染，其化学清洗的药剂是不一样的。

常规清洗药剂的配方.

清洗步骤：

先0.2%(wt)HCL用调节PH至3，温度调节[35℃此清洗方案针对于CaCO3CaSO3BaCO3等无机碳酸盐类比较有效

再1%(wt)Na4EDTA用NAOH调节PH至11-12,[30℃此清洗方案针对于微生物和有机物胶体污染比较好。

或再0.2%(wt)HCL调节PH至3，[30℃，进行重复紧缩反渗透膜孔作用。

清洗顺序为碱－酸;

其中wt为化学纯(化学清洗的药剂均为化学纯)。实际用量应根据RO膜污染情况而定；备用药剂应多不可少。

3.清洗液温度确定：

在清洗液循环期间，pH2～10时温度不应超过40oC，pH1～11时温度不应超过35oC，pH1～12时温度不应超过30oC。

注：如被确定是污染物为微生物污染时，须先用碱进行清洗；如污染较轻，建议使用2%wt的柠檬酸代替HCL，使PH=4；而在上清洗方案中一定要严格控制PH值，清洗水温度一般在25℃左右，在进行化学清洗时，最好能够提高温度至35℃左右，以便提高化学清洗的效果。

普通的药剂进行化学清洗时，一般采用的HCL/NAOH是属于强酸/强碱，对膜都有一定的损害，尤其在PH控制不好时；不仅不能对污染物进行有效的清除，且损害了膜；故推荐使用专用清洗药剂进行清洗，该药剂对RO膜没有损害，针对污染物能够有效的清洗，切有一定的保护作用，从而延长了膜寿

注意事项：化学清洗的时间应根据现场拆模分析判断后做出相应调整。必要时需浸泡过夜等处理。在化学清洗时，会接触到强烈的酸碱等化学药品，请按照现场工程师指导进行操作；如不慎溅到身上，请用清水清洗，必要时请立即就医。