一、预处理的重要性

反渗透膜对进水水质有严格要求（如浊度＜1 NTU、SDI＜5、余氯＜0.1 mg/L）。未经处理的原水（如地表水、地下水或海水）可能含有以下污染物：

• 悬浮物和胶体：泥沙、黏土等会堵塞膜流道；

• 微生物：细菌、藻类繁殖形成生物膜；

• 有机物：腐殖酸、油脂等导致膜表面吸附污染；

• 无机盐结垢：钙、镁、硅酸盐等在高浓度下析出结垢；

• 氧化性物质：余氯会氧化聚酰胺膜材料。

预处理失效的后果：       

• 膜通量下降

• 脱盐率降低

• 清洗频率增加

• 运行成本大幅提高

二、预处理技术分类及原理

1. 物理过滤

• 多介质过滤器：由石英砂、无烟煤等多层滤料组成，可去除20μm以上颗粒，降低浊度。需定期反冲洗防止板结。

• 活性炭过滤器：吸附有机物、余氯及异味，尤其适用于自来水或含氯废水。碘值≥800 mg/g的椰壳炭效果更佳。

• 精密过滤器（保安过滤器）：5μm熔喷滤芯作为最后屏障，防止颗粒物进入高压泵。

2. 化学处理  

• 加药软化：投加阻垢剂（如聚丙烯酸类）延缓CaCO₃、CaSO₄结垢；或通过钠离子交换树脂去除Ca²⁺、Mg²⁺。

• 氧化还原：次氯酸钠杀菌后需用亚硫酸氢钠还原余氯，避免膜氧化损伤。

• pH调节：加酸（如盐酸）控制pH在6-8，防止碳酸盐结垢。

3. 膜法预处理   

• 超滤（UF）：截留0.01-0.1μm的胶体、细菌，产水SDI可降至3以下，适合高浊度水源。

• 微滤（MF）：孔径0.1-1μm，用于去除微小悬浮物。

4. 生物处理

针对高有机物废水（如COD＞30 mg/L），可采用生物活性炭或MBR（膜生物反应器）降解有机物。

三、预处理工艺设计要点

1. 水源适配性分析   

• 地表水：侧重去除胶体、有机物（如“混凝+砂滤+活性炭”组合）；

• 地下水：需关注铁锰含量，可采用曝气氧化过滤；

• 海水：需强化杀菌和防腐蚀设计。

2. 关键参数控制 

• SDI（污染指数）：15分钟测试值应＜5，超滤可将SDI降至1-2；

• ORP（氧化还原电位）：保持＜200 mV以抑制余氯；

• TOC（总有机碳）：建议＜2 mg/L。

3. 智能化管理

现代系统配备在线传感器（浊度、pH、ORP）与PLC联动，实现自动反洗、加药和预警。

四、常见问题及解决方案

• 生物污染反复  

• 对策：定期冲击性投加非氧化性杀菌剂（如DBNPA），配合紫外线消毒。

• 胶体污染  

• 案例：某电厂因原水含高岭土导致频繁污堵，改造为“混凝+超滤”后清洗周期延长3倍。

• 化学清洗残留   

• 注意：酸洗后需中和冲洗至pH中性，避免膜水解。

五、创新技术趋势

• 绿色预处理：

• 电絮凝技术替代化学混凝，减少污泥量；

• 光催化氧化降解难处理有机物。

• 集成化设备：    

• 将UF、活性炭、软化集成于集装箱式模块，节省占地30%。

六、经济性评估

预处理成本约占反渗透系统总投资的20%-30%，但可降低以下长期费用：

• 膜更换成本减少40%-60%；

• 能耗下降10%-15%（因污堵导致压差升高）；

• 化学清洗频率从每月1次降至每年2-3次。

反渗透预处理并非单一技术，而是针对水质特性的“定制化工程”。随着环保要求提高和膜技术进步，预处理工艺正朝着高效、低碳、智能化方向发展。设计时需综合考量水质数据、运行成本和维护便捷性，才能实现反渗透系统全生命周期的高效稳定运行。