一、正文：
反滲透預(yù)處理系統(tǒng)一般由砂濾、超（微）濾、炭濾、軟化、精濾、氧化、還原、調(diào)溫等多項工藝構(gòu)成，除需進(jìn)行各自運(yùn)行方式及運(yùn)行參數(shù)的優(yōu)化設(shè)計外，各工藝間還存在一個 工藝次序的優(yōu)化排列問題。工藝排列次序的合理性是系統(tǒng)設(shè)計水平的體現(xiàn)，也是充分發(fā)揮各工藝功能以及提高全系統(tǒng)功能的重要措施。
工藝簡述（工藝詳述附在文末）
①砂濾工藝：采用混凝砂濾器，過濾進(jìn)水中的懸浮物，以降低濁度與污染指數(shù)。
②超濾工藝：以壓力為推動力的膜分離過程，通過膜表面的微孔篩選可將直徑為0.001-0.02μm（1-20nm）之間的顆粒和雜質(zhì)截留，可有效去除水中膠體、硅、蛋白質(zhì)、微生物和大分子有機(jī)物。
③炭濾工藝 ：采用活性炭過濾器，吸附進(jìn)水中的有機(jī)物，以降低出水中的有機(jī)物含量。
④軟化工藝 ：采用樹脂交換方法，以降低進(jìn)水難溶鹽相關(guān)離子濃度；或投加阻垢劑以提高系統(tǒng)濃水的難溶鹽飽和度限值。
⑤殺菌工藝 ：在預(yù)處理工藝前端投放氧化性或非氧化性殺菌劑，以殺滅系統(tǒng)原水中的藻類及細(xì)菌，直接防止預(yù)處理系統(tǒng)各工藝過程中的微生物污染，間接防止膜系統(tǒng)工藝中的微生物污染。
⑥還原工藝 ：針對市政自來水自帶余氯，或自然水體殺菌所投放的二氧化氯、次氯酸鈉等氧化性殺菌劑，需要在預(yù)處理系統(tǒng)末端用活性炭或亞硫酸氫鈉（余氯還原劑）進(jìn)行還原處理，以防止膜系統(tǒng)被氧化。
備注：殺菌劑為非氧化型時，無需進(jìn)行還原處理，反而能全程降低系統(tǒng)微生物污染風(fēng)險，但是其價格較高。
⑦除鐵工藝 ：對于地下水為水源的系統(tǒng)中所含的高價鐵、錳物質(zhì)，常采用錳砂、曝氣及過濾工藝加以去除。
⑧調(diào)溫工藝：反滲透膜的工作壓力存在明顯的溫度特性，低溫條件下保持產(chǎn)水通量所需的工作壓力明顯上升，產(chǎn)水能耗顯著增加。在系統(tǒng)原水溫度過低且具有廉價熱源的條件下，可在預(yù)處理系統(tǒng)末端進(jìn)行熱交換以提高反滲透系統(tǒng)進(jìn)水溫度。
（一）砂濾與超濾的工藝位置
①
但是由于混凝砂濾工藝對 COD去除能力有限，必要時可在該工藝前設(shè)置曝氣生物濾池等生化反 應(yīng)工藝以降低原水COD 水平。
②在以超濾為核心的預(yù)處理系統(tǒng)中，超濾工藝的主要功能是截留懸浮物、膠體及大粒徑有機(jī)物，其功能與混凝砂濾工藝相接近，其在工藝流程中的位 置也與混凝砂濾工藝相當(dāng)。
但由于超濾的過濾精度較混凝砂濾更高、工藝成 本更高，污染后性能衰減嚴(yán)重，對于高濁度、高COD原水而言，則需要盤濾、纖維過濾或曝氣生物濾池等高效前處理工藝。一般而言，微濾工藝要求最大500微米過濾精度的前處理，超濾工藝要求最大100微米過濾精度的前處理。
（二）炭濾與軟化的工藝位置
①活性炭濾工藝存在吸附有機(jī)物及還原氧化劑的雙重功效。在吸附有機(jī)物方面，活性炭既可以其巨大的深孔內(nèi)表面積吸附小粒徑有機(jī)物，又可以其有限的顆粒表面積吸附膠體與大粒徑有機(jī)物。
由于膠體與大粒徑有機(jī)物在活性炭表面的附著將阻塞小粒徑有機(jī)物進(jìn)入深孔的通路，活性炭工藝更適合于對小粒徑有機(jī)物的吸附。而混凝砂濾或超濾工藝對懸浮物、膠體與大粒徑有機(jī)物的截留起到了對活性炭的保護(hù)作用。活性炭對小粒徑有機(jī)物的去除作用，不僅可以保護(hù)反滲透膜免于有機(jī)物污染，還可有效保護(hù)軟化用樹脂不被有機(jī)物污染。
因此活性炭工藝在預(yù)處理工藝流程中的位置一般在混凝-砂濾或超濾工藝之后，在樹脂軟化工藝之前。
②氧化劑在反滲透系統(tǒng)中扮演著雙重角色，它既對反滲透膜及軟化樹脂形 成氧化降解作用，又對預(yù)處理各工藝及管線中的微生物污染具有抑制作用。活性炭工藝還原氧化劑之后，系統(tǒng)流程各后續(xù)工藝將不受氧化劑保護(hù)，當(dāng)系 統(tǒng)原水溫度較高或微生物含量較高時，后續(xù)的交換樹脂將受微生物的威脅。因此，對于微生物含量較高、原水溫度較高、氧化劑含量較低的情況，活性 炭濾工藝應(yīng)置于離子交換工藝之后；對于微生物含量較低、原水溫度較低、 氧化劑含量較高的情況，活性炭濾工藝應(yīng)置于離子交換工藝之前。
一句話總結(jié)：絕大多數(shù)情況下，炭濾置于軟化工藝之前。
（三）精密過濾及其工藝位置
傳統(tǒng)預(yù)處理系統(tǒng)中的砂濾、炭濾、軟化等工藝，均為粒狀濾料。系統(tǒng)運(yùn)行過程中始終存在濾料碎屑下泄現(xiàn)象，甚至存在濾料本身事故下泄的威脅。此外，混凝劑的不合理投放也可能構(gòu)成對膜系統(tǒng)的威脅。為防止預(yù)處理系統(tǒng) 濾料及絮凝劑下泄對膜系統(tǒng)的污染，傳統(tǒng)預(yù)處理系統(tǒng)的最后一項多為精濾工 藝。精濾工藝在此處的正常負(fù)荷極小，故常被稱為保安過濾器。
一句話總結(jié)：精濾常作為傳統(tǒng)預(yù)處理工藝最后一項工藝。
（四）投放阻垢劑的工藝位置
在中小型預(yù)處理系統(tǒng)中處理難溶鹽問題多采用軟化工藝，而大型系統(tǒng)則 多采用阻垢劑工藝。阻垢劑的投放點(diǎn)一般選在砂濾工藝之后、精濾工藝之 前。在此位置投放，避免了有效藥液被砂濾截留，可利用精濾截留藥液中的 雜質(zhì)，并借用精濾做再次藥液混合。
一句話總結(jié)：阻垢劑加藥工藝常置于砂濾工藝之后（如有炭濾，常在炭濾之后）、精濾工藝之前。
（五）投放殺菌劑的工藝位置
大中型系統(tǒng)的原水中一般不含余氯等殺菌劑，為防止大中型預(yù)處理及膜系 統(tǒng)的微生物污染，預(yù)處理系統(tǒng)中應(yīng)具有殺菌工藝，且殺菌的重點(diǎn)對象是砂濾工 藝。
①當(dāng)系統(tǒng)中存在炭濾工藝時，氧化性殺菌劑應(yīng)投放在砂濾之前，這樣既可阻止砂濾工藝中的微生物滋生，又可與活性炭構(gòu)成典型的所謂生物活性炭工藝。
②當(dāng)系統(tǒng)中不存在炭濾工藝，而投放二氧化氯、次氯酸鈉等氧化性殺菌劑 時，需要投放亞硫酸鈉還原劑使之還原，以防對反滲透膜系統(tǒng)的氧化損傷。為保護(hù)預(yù)處理全系統(tǒng)，氧化性殺菌劑應(yīng)投放于砂濾工藝之前，還原劑應(yīng)投放于精濾工藝之前。
③當(dāng)超濾工藝置于此殺菌環(huán)內(nèi)時，也可有效防止超濾膜的微 生物污染。
④當(dāng)投放的殺菌劑不具有氧化性時，無需投放還原劑，而且非氧化 性殺菌劑進(jìn)入反滲透膜系統(tǒng)后，還可有效抑制膜系統(tǒng)的微生物污染。
一句話總結(jié)：滅菌劑加藥工藝常置于砂濾工藝之前。
（六）預(yù)處理工藝順序小結(jié)
相對而言，以市政自來水作為原水的反滲透系統(tǒng)，預(yù)處理工藝順序相對固定且工作壓力較??；
而以天然水體（江河湖水等）為原水的反滲透系統(tǒng)，要特別注意水體的周期性（季節(jié)性變化），特別注意系統(tǒng)前端藻華現(xiàn)象產(chǎn)生的可能，注意系統(tǒng)微生物污染的防范；
當(dāng)以工業(yè)污水或市政中水為原水來源時，其預(yù)處理系統(tǒng)則更為復(fù)雜，除上述常見預(yù)處理工藝外，需輔之以物化處理、生化處理等污水處理工藝，以達(dá)到或基本達(dá)到反滲透系統(tǒng)工作條件。
綜合來說，預(yù)處理系統(tǒng)環(huán)境復(fù)雜、工藝多樣，各工藝間的相對位置與具體的原水條 件及膜系統(tǒng)要求密切相關(guān)，各工藝次序的設(shè)計具有一定的靈活性。
二、附錄---反滲透預(yù)處理工藝介紹
（一）混凝沉淀及氣浮工藝
①混凝沉淀：原理跟污水處理的物化工藝中混凝沉淀原理是一樣的，主要是使用鋁鹽、鐵鹽或者聚合鋁、聚合鐵，以及其他有機(jī)高分子混凝劑。通過混凝和絮凝的反應(yīng)可以使水中的懸浮物及膠體物質(zhì)形成沉淀或者較大的礬花方便后段工藝攔截，吸附。其具體選用種類及效果還跟原水的各項水質(zhì)情況相關(guān)（溫度，pH，離子濃度等）。
備注：混凝沉淀一般針對以江河湖水等懸浮物較多的水質(zhì)，一旦投加比例過量，會增加鋁鐵等離子濃度，額外增加后段工序的壓力。目前純水的制備常采用自來水作為原水，混凝沉淀工藝使用場景較少。
②氣浮：利用高度分散發(fā)的微小氣泡黏附懸浮物，上浮至液體表面，方便刮渣等進(jìn)一步處理，可以實(shí)現(xiàn)固液分離或者液液分離。常用在懸浮物較多，或者有微量油脂等情況下。氣浮跟混凝沉淀工藝類似，當(dāng)下使用的情況并不多見。
（二）機(jī)械過濾工藝（石英砂，活性炭，多介質(zhì)，除鐵錳過濾）
首先說明，工業(yè)上只存在機(jī)械過濾器的說法。狹義上的機(jī)械過濾器特指多介質(zhì)過濾器，廣義上的機(jī)械過濾器包含以篩網(wǎng)，濾料，濾芯等以阻止固體顆粒通過的容器。也就是說我們常見的石英砂、活性炭、多介質(zhì)、除鐵錳、精密過濾（PP熔噴濾芯、袋式篩網(wǎng)）等如果是以容器配合管道組成的設(shè)備都屬于機(jī)械過濾器。為了方便表述，我們把精密過濾器部分單獨(dú)闡述，再次強(qiáng)調(diào)機(jī)械過濾只是為了表述方便，并沒用非常明確的定義。
①石英砂過濾
截留，吸附泥沙，膠體，金屬離子以及有機(jī)物，使出水濁度<1NTU，SDI≤5。
石英砂過濾器：選用濾料為精制石英砂，在過濾層上部放置較輕粒徑較小的石英砂，下部為粒徑較大的石英砂，這樣可以充分發(fā)揮整個濾層的效率、提高截污能力?？赏ㄟ^控制閥進(jìn)行正反洗，以沖洗掉其表面的污物，防止其堵塞，恢復(fù)其過濾能力。
工作原理：通過石英砂的物理過濾作用,將水中的雜質(zhì)和污染物截留在石英砂層中,使水流經(jīng)過石英砂層后變得清澈透明，其作用類似于一道過濾網(wǎng),能夠過濾掉水中的大部分雜質(zhì)和污染物。
運(yùn)行狀態(tài)
過濾狀態(tài)：當(dāng)系統(tǒng)處于過濾狀態(tài)時，未經(jīng)過濾的水通過布水器，以接近平流的狀態(tài)到達(dá)過濾器內(nèi)的填料層。當(dāng)水流過填料層時，雜質(zhì)被截留在填料層內(nèi)。過濾器底部有過濾集水器，將過濾后的水均勻地收集并流出。平流過濾，決定過濾器可以在高的流速下過濾，仍可達(dá)到較好的過濾效果。
反洗狀態(tài)：隨著雜質(zhì)在填料層中的不斷聚積，壓頭損失將不斷增大。當(dāng)壓頭損失到達(dá)一定的設(shè)定限度時（當(dāng)過濾器進(jìn)出水壓差比剛開始運(yùn)行時增加了0.07MPa），將系統(tǒng)轉(zhuǎn)換至反洗狀態(tài)，以清洗聚積起來的雜質(zhì)，避免石英砂長時間運(yùn)行而板結(jié)成塊。反洗時可通入壓縮空氣，以加強(qiáng)反洗效果。
濾料更換：當(dāng)出水濁度＞1NTU時，需查找原因，看是否需要更換填料。視情況，在連續(xù)運(yùn)行的條件下，填料一般1-2年左右更換一次。
②活性炭過濾
吸附電解質(zhì)、有機(jī)物、微生物，可以去除水中余氯，異色，異味，使出水余氯＜0.1ppm，SDI<5，TOC<2.0ppm。
活性炭過濾器：底部可裝填0.15~0.4米高的石英砂，作為支持層，石英砂的顆?？刹捎?0-40毫米，石英砂上可裝填1.0-1.5米顆粒狀的活性炭作為過濾層。裝填厚度一般為1000－2000mm。
工作原理
①吸附原理：在活性炭顆粒表面形成一層平衡的表面濃度，再把有機(jī)物質(zhì)雜質(zhì)吸附到活性炭顆粒內(nèi)，使用初期的吸附效果很高。但時間一長，活性炭的吸附能力會不同程度地減弱，吸附效果也隨之下降。所以，活性炭應(yīng)定期清洗、再生或更換。
②去除余氯原理：活性炭多孔部分的含氧官能團(tuán)，與水中帶有氧化性的次氯酸根發(fā)生快速的氧化、還原反應(yīng)，去除帶有氧化性的次氯酸根。
運(yùn)行狀態(tài)
過濾狀態(tài)：當(dāng)系統(tǒng)處于過濾狀態(tài)時，未經(jīng)過濾的水通過布水器，以接近平流的狀態(tài)到達(dá)過濾器內(nèi)的填料層。當(dāng)水流過填料層時，雜質(zhì)被截留在填料層內(nèi)。過濾器底部有過濾集水器，將過濾后的水均勻地收集并流出。平流過濾，決定過濾器可以在高的流速下過濾，仍可達(dá)到較好的過濾效果。
反洗狀態(tài)：隨著雜質(zhì)在填料層中的不斷聚積，壓頭損失將不斷增大。當(dāng)壓頭損失到達(dá)一定的設(shè)定限度時，將系統(tǒng)轉(zhuǎn)換至反洗狀態(tài)，以清洗聚積起來的雜質(zhì)。
濾料更換：由于活性炭過濾器的反洗僅能洗掉活性炭表面的污染物，而不可能洗掉吸附在炭粒內(nèi)孔中的大量污染物。所以當(dāng)活性炭內(nèi)孔吸附飽和時，出水游離性余氯≥0.1ppm時，應(yīng)考慮更換活性炭，建議活性炭更換周期為一年。
③多介質(zhì)過濾
利用兩種及以上過濾介質(zhì)，在一定的壓力下把濁度較高的水通過一定厚度的粒狀或非粒材料，從而有效的除去懸浮雜質(zhì)使水澄清的過程，常用的濾料有石英砂，無煙煤，錳砂等，主要用于水處理除濁，軟化水，純水的前級預(yù)處理等。
多介質(zhì)過濾器：頂層由最輕和最粗品級的材料組成，而最重和最細(xì)品級的材料放在床的底部。其原理為按深度過濾--水中較大的顆粒在頂層被去除，較小的顆粒在過濾器介質(zhì)的較深處被去除。從而使水質(zhì)達(dá)到粗過濾后的標(biāo)準(zhǔn)。達(dá)到對固體顆粒物，懸浮物，有機(jī)物，膠體等進(jìn)行去除，降低COD和BOD的效果。
工作原理：當(dāng)原水自上而下通過濾料時，水中懸浮物由于吸附和機(jī)械阻流作用被濾層表面截留下來；當(dāng)水流進(jìn)濾層中間時，由于濾料層中的砂粒排列的更緊密，使水中微粒有更多的機(jī)會與砂粒碰撞，于是水中凝絮物、懸浮物和砂粒表面相互粘附，水中雜質(zhì)截留在濾料層中，從而得到澄清的水質(zhì)。
運(yùn)行狀態(tài)及填料更換：根據(jù)濾料選擇的不同，參考或略優(yōu)于同等材質(zhì)更換標(biāo)準(zhǔn)即可。一般更換周期也為1-2年。
④除鐵錳過濾（本質(zhì)上是多介質(zhì)過濾的一種）
主要適用于高鐵高錳地區(qū)的地下水除鐵除錳，工業(yè)軟化水、除鹽水設(shè)備的預(yù)處理。采用了曝氣氧化，錳砂催化、吸附、過濾的除鐵除錳原理。
除鐵錳過濾器：主要由濾料層、氧化還原層、集水管等組成。濾料層主要是由不同的過濾介質(zhì)組成，如石英砂、活性炭、磁鐵礦等。氧化還原層則由復(fù)合催化劑和催化劑擴(kuò)散器組成，用于對鐵和錳進(jìn)行氧化還原反應(yīng)。集水管則用于收集凈化后的水流。是一種通過物理吸附和氧化還原反應(yīng)對水中鐵和錳等雜質(zhì)物質(zhì)進(jìn)行處理的設(shè)備，可以快速、高效地完成凈化任務(wù)。一般單獨(dú)配備獨(dú)立曝氣氧化裝置，俗稱曝氣塔或者氧化器。
工作原理：利用曝氣裝置將空氣中的氧氣溶于水中，進(jìn)而將水中 Fe2+和 Mn2+氧化成不溶于水的 Fe3+和 MnO2，再結(jié)合天然錳砂的催化、吸附、過濾將水中鐵錳離子去除。
填料更換：一般更換周期為2-4年。
⑤機(jī)械過濾器選型：純水設(shè)備的機(jī)械過濾過程屬于中速過濾，建議過濾速度為8-20m/h，且盡量保持前后段設(shè)備產(chǎn)水量平衡及設(shè)備整體性完整。
產(chǎn)水量Q（m3/h）=濾層截面積S（m2）*濾速V（m/h）
當(dāng)我們采用V=15m/h的標(biāo)準(zhǔn)時，底面積S=Q/15，一般過濾器直徑D=2√（Q/15π）
我們就可以根據(jù)直徑選擇相應(yīng)的過濾器型號，過濾器型號分兩種
國標(biāo)如φ600*2100mm或者對應(yīng)的美標(biāo)24*83英寸，1英寸=25.3mm簡單換算即可。
⑥濾料填充量：中速過濾時，我們一般建議裝填0.7-1.0m左右的濾料高度，大概就是罐體高度的1/2-2/3。相應(yīng)的我們可以計算出大概濾料的使用數(shù)量，以單介質(zhì)裝填舉例，
填充數(shù)量（包）=S*2/3*H*X/G*1000
S：截面積 2/3：填充比例 H：容器高度 X:致密性（砂=1，碳=0.6，樹脂=0.8） G：一般規(guī)格單包填料質(zhì)量。石英砂=50KG，活性炭=25KG,樹脂：20KG/25L
以φ600*2100mm罐體舉例：
石英砂：S*2/3*H/50*1000=3.14*0.3*0.3*（2/3）*2.1*1/50*1000=7.9≈8（包）
活性炭：S*2/3*H/50*1000=3.14*0.3*0.3*（2/3）*2.1*0.6/25*1000=9.5≈10（包）
同理，如果軟化器裝填樹脂，其使用量計算如下，
軟化樹脂：S*2/3*H/50*1000=3.14*0.3*0.3*（2/3）*2.1*0.8/20*1000=15.8≈16（包）
市場上的樹脂有時候單獨(dú)以體積L出售，此時只要計算容器需求體積即可，25L樹脂重量約等于20KG。
（三）溫度調(diào)節(jié)（板式換熱器）
純水制備過程中需要溫度調(diào)節(jié)的主要原因跟核心處理工藝反滲透相關(guān)。作為當(dāng)下純水制備主流核心處理工藝，RO系統(tǒng)的產(chǎn)水量跟溫度息息相關(guān)，在恒定給水壓力狀態(tài)下，系統(tǒng)水溫每下降1℃，產(chǎn)水量則下降約3%。下圖為某品牌產(chǎn)水量標(biāo)準(zhǔn)化溫度校正系數(shù)，
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