反滲透進水的水質要求及處理方法

導致膜污染指標

允許值

解決辦法

懸浮物等

濁度

<1.0NTU

過濾，絮凝沉淀，微濾，超濾

SDI15

 ＜5（15分鐘）

過濾，絮凝沉淀，微濾，超濾

顆粒物

<100個/ml

過濾，絮凝沉淀，微濾，超濾

微生物

<1個/ml

殺菌，微濾，超濾

金屬氧化物

鐵，Fe3+

<0.05PPm

氧化+沉淀或過濾

錳

<0.05PPm

使用分散劑

結垢物質

碳酸鈣

LSI<0

回收率，PH值，阻垢劑

硫酸鈣

<230%

回收率，阻垢劑

硫酸鋇

<6000%

回收率，阻垢劑

硫酸鍶

<800%

回收率，阻垢劑

氟化鈣

濃水側濃度<1.7mg/l

回收率

磷酸鈣

濃水側濃度不能超過溶解度

回收率

二氧化硅

<100%

回收率

有機物

油

0

氣浮，吸附

TOC

<10mg/l

活性炭，過濾，吸附樹脂

COD

<10mg/l

活性炭，過濾，吸附樹脂

BOD

<5mg/l

活性炭，過濾，吸附樹脂

PH值

3-10

加入酸或堿調節

溫度

5-450C

換熱器

氧化劑

余氯

<0.1mg/l

還原劑，活性炭吸附

臭氧

0

其他

0

表面活性劑

選擇陽離子或兩性表面活性劑時要注意

酒精

<10%

N/A

預處理的方法

目的：去除膠體和顆粒物

1介質過濾

從水中去除懸浮固體普遍的方法是多介質過濾。多介質過濾器以成層狀的無煙煤、石英砂、細碎的石榴石或其他材料為床層。床的頂層由質輕和質粗品級的材料組成，而最重和最細品級的材料放在床的底部。其原理為按深度過濾——水中較大的顧粒在頂層被除去，較小的顆粒在過濾器介質的較深處被除去。

由于膠體懸浮物既很細小又由于介質電荷之間的排斥，所以單獨過濾不起作用。在這些情況下，在過濾前必須加絮凝劑或絮凝化學藥品。常用的絮凝劑有三氯化鐵、礬和PAC。

2微絮凝

如果過濾前對原水中的膠體進行絮凝或混凝處理，可以大幅度地提高介質過濾器效率，使出水的SDI降低到5左右。硫酸鐵和三氯化鐵可以用于對膠體表面的負電荷進行失穩處理，將膠體捕捉到新生態的氫氧化鐵微小絮狀物上，使用含鋁絮凝劑其原理相似，但因其可能有殘留鋁離子污染問題，并不推薦使用，除非使用高分子聚合鋁。迅速的分散和混合絮凝劑十分重要，建議采用靜態混合器或將注入點設在增壓泵的吸入段，通常最佳加藥量為10－30mg/L，但應針對具體的項目確定加藥量。

3脫氯藥劑－消除余氯

RO及NF進水中的游離氯要降到0.05ppm以下，才能達到聚酰胺復合膜的要求。除氯的預處理方法有兩種，粒狀活性炭吸附和使用還原性藥劑如亞硫酸鈉。在小系統（50－100gpm）中一般采用活性碳過濾器，投資成本比較合理。推薦使用酸洗處理過的優質活性炭，去除硬度、金屬離子，細粉含量要非常低，否則會造成對膜的污染。新安裝的碳濾料一定要充分淋洗，直到碳粉被完全除去為止，一般要幾個小時甚至幾天。我們不能依靠5μm的保安過濾器來保護反滲透膜不受碳粉的污染。碳過濾器的好處是可以除去會造成膜污染的有機物，對于所有進水的處理比添加藥劑更為可靠。但其缺點是碳會成為微生物的飼料，在碳過濾器中孳生細菌，其結果是造成反滲透膜的生物污染。

4軟化預處理

原水中含有過量的結垢陽離子，如Ca2+、Ba2+和Sr2+等，需要進行軟化預處理。軟化處理的方法有石灰軟化和樹脂軟化。

樹脂軟化

使用鈉離子置換除去結垢型陽離子，如Ca2＋、Ba2＋、Sr2＋，樹脂交換飽和后用鹽水再生。鈉離子軟化法在常壓鍋爐水處理中廣泛應用。這種處理方法的弊端是耗鹽量高，增加了運行費用，另外還有廢水排放問題。

5微濾/超濾

采用超濾/微濾預處理工藝的反滲透系統叫做集成膜系統（IMS）。與采用傳統預處理工藝的反滲透系統相比，IMS設計具有一些明顯的優勢。

● MF/UF透過液水質更好。SDI和濁度更低，明顯降低了對反滲透的膠體和有機物、微生物污染負荷。

● 由于膜在這里是污染物的絕對屏障，MF/UF濾液的高質量可以保持穩定。即便是地表水和廢水等水質波動異常頻繁的水源，這種穩定性也不會改變。

● 由于膠體污染減少，反滲透系統的清洗頻率明顯降低。

● 與一些傳統過濾工藝相比，MF/UF系統操作更容易，耗時更少。

● 與采用大量化學品的傳統工藝相比，MF/UF濃縮廢液的處置比較容易。

● 占地面積更小，在一些大系統中，有時只相當于傳統工藝的1/5。

● 有利于系統的擴大增容。

MF/UF膜的特性

市場銷售的微濾膜的孔徑一般在0.1－20um。用于反滲透預處理的超濾膜的切割分子量一般在20,000到750,000道爾頓（0.002－0.05mm）。常見的操作跨膜壓差(TMP)在3－30psi。膜材料有聚砜、聚烯烴、聚醚砜、聚丙烯、纖維素類和其他專有配方。大多數膜材料具有相當寬的pH范圍，以便于在低和高pH條件下進行化學清洗。大多數膜還具有耐游離氯的性能，可以進行周期性或連續消毒處理。聚合物膜的最大運行溫度為40℃，但陶瓷膜可以在較高溫度下使用。MF/UF膜有許多構型：卷式平板膜、管式、中空纖維和板框式。用于RO預處理比較普遍的是中空纖維和卷式，這主要是由于考慮到投資、能耗、耐污染以及在沖洗和化學清洗的情況下的通量恢復性能。MF/UF膜有兩種不同的運行模式：全量過濾和錯流過濾。全量過濾操作模式（也叫做死端過濾）與筒式濾器相類似，即只有料液流和濾液流（沒有濃縮液流）。

6保安過濾器

所有RO/NF裝置上都配有筒式保安過濾器，濾器的過濾孔徑要求至少為10um。保安過濾器是膜和高壓泵的保護裝置，防止可能存在的顆粒物引起的破壞，是最后一道預處理手續。推薦保安過濾器的孔徑不大于5um。當濃水中硅的濃度超飽和時，宜使用1um的濾芯，用來降低硅與鐵和鋁膠體的相互作用。