反滲透知識點問答，你能答對幾個？

1、在水處理中的朗格里爾指數到底指的什麼？

答、朗格利爾指數又稱飽和指數，以S.I.表示，是水樣實測的PH值減去飽和PH值（PHs）所得的值。碳酸鈣在水中呈飽和狀態時，重碳酸鈣既不分解為碳酸鈣，碳酸鈣也不會繼續溶解，此時的PH值稱為飽和的PH值，以PHs表示。若水樣的PH值大於PHS，S.I.為正值時，碳酸鈣會從水中析出，這種水屬結垢型水；當S.I.為負值時，原有水垢層會被溶解掉，使原材料裸露在水中受侵蝕，這種水稱作侵蝕型水；當S.I.等於零時，水處於飽和狀態，這種水屬於穩定性。飽和PH與飽和指數的概念有朗格利爾（Langelier）提出，用以判斷碳酸鈣水垢在水中是否會析出。並據此提出用加酸或用加鹼處理方法來控制水垢的析出。 朗格利爾飽和指數(Langelier saturation index，簡稱LSI） 1936年朗格利爾(Langlier)根據己關於水中碳酸溶解平衡理論提出的描述碳酸鈣固體與含二氧化碳溶液之間的平衡關係表達式，即水樣實測的pH值減去飽和pH(即pHs)值的差值。根據表達式：Is(飽和指數)=pH—pHs，若Is為負值，即pH<pHs說明水中的碳酸鈣處於未飽和狀態，仍能繼續溶解，水具有產生腐蝕的趨勢；當Is為正值時，碳酸鈣處於過飽和狀態，水具有產生碳酸鈣沉積的趨勢；當Is等於零時，水質處於穩定狀態，既不結垢，也無產生腐蝕的趨勢。該法可在一定範圍內用於計算水的鹼度、鈣離子濃度和水的溫度。

2、總硬度對反滲透水處理回收率的影響

答、水總硬度是指水中Ca2+、Mg2+的總量，通常是以離子形式存在。

當水通過反滲透膜元件時，純凈的水會通過半透膜，而水中的鈣鎂離子就會被截留在濃水一端，一部分會隨著濃水的排放而沖走，一部分會滯留在半透膜的表面上，時間一長正如上述同仁所說，鈣鎂離子的濃度逐漸達到了「朗格里爾結垢指數」後會以固體或膠體形式析出，例如碳酸鈣、碳酸鎂等。

這種「水垢」會將反滲透的半透膜膜孔堵住，從而影響反滲透膜好水的通透，造成回收率下降、產品水水質下降。

下圖就是源水中總硬度過大，而沒採取相應的處理措施所導致的結垢。

3、鋇和鍶含量高的時候為什麼對反滲透膜有很大的壞處啊

鋇鹽和鍶鹽都是難溶鹽，在反滲透的濃縮作用下會形成晶體，進而形成無機鹽垢，造成產水量下降。關鍵要控制溶度積不能超過可形成晶體的限度，一般情況下投加阻垢劑是個不錯的選擇。

4、硫酸根對反滲透膜有什麼危害？

答、硫酸根本身對反滲透膜應該沒什麼危害，但如果硫酸根與鈣、鋇、鍶離子同時存在時，會引起反滲透膜表面大量沉澱現象，而且硫酸鋇對硫酸鈣和硫酸鍶的形成起促進作用。

贊同

5、反滲透阻垢劑具體都有哪些作用？

答 1、阻垢劑就是防止水中的無機物質在設備中沉積結垢。

在涉及水處理的各個領域中,結垢都可給生產帶來嚴重的後果,如降低生產能力甚至引起停工。因此工業水的阻垢處理一直是人們所關注的研究課題,利用加阻垢劑進行阻垢處理是眾多阻垢方法中的相對方便和高效的一種方法。

反滲透是一個過濾的過程，濃水側由於無機鹽等濃度很高，會發生結垢造成膜的污賭，影響產水率，反滲透阻垢劑可以阻止結垢

2、反滲透阻垢劑的作用 　　在說反滲透阻垢劑的作用前，先簡述一下反滲透系統：反滲透系統是將原水經過精細過濾器、顆粒活性碳過濾器、壓縮活性碳過濾器等,再通過泵加壓,利用孔徑為1/10000μm(相當於大腸桿菌大小的1/6000,病毒的1/300)的反滲透膜(RO膜),使較高濃度的水變為低濃度水,同時將工業污染物、重金屬、細菌、病毒等大量混入水中的雜質全部隔離，從而達到飲用規定的理化指標及衛生標準,產出至清至純的水,是人體及時補充優質水份的最佳選擇.由於RO反滲透技術生產的水純凈度是目前人類掌握的一切制水技術中最高的,潔凈度幾乎達到100%。

3、反滲透阻垢劑是反滲透系統的關鍵設備，系統長時間連續運行時，水中鈣鎂等離子會不斷析出並在反滲透膜表面附著，形成結垢堵塞膜孔，這樣會影響反滲透系統的出水效率，損壞反滲透膜。由於反滲透膜比較昂貴，所以在系統運行中，要增加一段加藥系統，在水中投加反滲透阻垢劑，延緩鈣鎂離子的析出和膜面結垢。

4、反滲透阻垢劑的基本作用： 　　絡和增溶作用:反滲透阻垢劑溶於水後發生電離,生成帶負電性的分子鏈,它與Ca2+形成可溶於水的絡合物或螯合物,從而使無機鹽溶解度增加,起到阻垢作用。

5、晶格畸變作用：由反滲透阻垢劑分子中的部分官能團在無機鹽晶核或微晶上,佔據了一定位置,阻礙和破壞了無機鹽晶體的正常生長,減慢了晶體的增長速率,從而減少了鹽垢的形成;

6、靜電斥力作用：反滲透阻垢劑溶於水後吸附在無機鹽的微晶上,使微粒間斥力增加,阻礙它們的聚結,使它們處於良好的分散狀態,從而防止或減少垢物的形成。

7、反滲透阻垢劑的用量 　　反滲透阻垢劑的投加量由於不同廠家配方和濃度不同，而不盡相同，使用時需諮詢廠家，進口反滲透阻垢劑用量一般為3-5ppm。

反滲透阻垢劑投加方式 　　反滲透系統一般有專用的自動加藥裝置，由加藥箱、計量泵等組成，可設置單位時間內加藥量，連續添加。

6、反滲透前還原劑的作用是什麼？

答、氧化劑對膜有降解作用，利用還原劑去除氧化劑的氧化作用 。利用氧化還原電位計檢測還原的計量，負數時可以認定還原劑起到還原作用

去水中的除氧化物，防止RO膜被氧化。

7、一及反滲透加還原劑亞硫酸氫納的作用是什麼？

答、原余氯，阻止對RO膜的氧化作用

8、水處理一級反滲透加還原劑亞硫酸氫鈉後為什麼ORP會升高

各種原水中均含有一定濃度的懸浮物和溶解性物質。懸浮物主要是無機鹽、膠體 和微生物、藻類等生物性顆粒。溶解性物質主要是易溶鹽（如氯化物）和難溶鹽 （如碳酸鹽、硫酸鹽和硅酸鹽）金屬氧化物，酸鹼等。在反滲透過程中，進水的 體積在減少，懸浮顆粒和溶解性物質的濃度在增加。懸浮顆粒會沉積在膜上，堵 塞進水流道、增加摩擦阻力（壓力降）。難溶鹽在超過其飽和極限時，會從濃水 中沉澱出來，在膜面上形成結垢，降低 RO 膜的通量，增加運行壓力和壓力降， 並導致產品水質下降。這種在膜面上形成沉積層的現象叫做膜污染，膜污染的結 果是系統性能的劣化。需要在原水進入反滲透膜系統之前進行預處理，去除可能 對反滲透膜造成污染的懸浮物、溶解性有機物和過量難溶鹽組分，降低膜污染傾 向。對進水進行預處理的目的是改善進水水質，使 RO 膜獲得可靠的運行保證。 對原水進行預處理的效果反映為TSS、TOC、COD、BOD、LSI 及鐵、錳、鋁、 硅、鋇、鍶等污染物水質指標的絕對值降低，在上一章中有對於這些污染物水質 指標的詳細描述。表徵膜污染傾向的另外一個重要的水質指標是 SDI。通過預處 理，除了要將上述指標降到反滲透膜系統進水要求的範圍內，還有重要的一點是 盡量降低 SDI，理想的 SDI（15 分鐘）值應小於 3。5.1 化學預處理 為了改善反滲透系統的操作性能， 在進水中可以加入添加下列一些藥劑： 鹼、 酸、 殺菌劑、阻垢劑和分散劑。 1 加酸－防止結垢 在進水中可以加入鹽酸（HCl）、硫酸（H2SO4）來降低 pH。硫酸價格便宜、 不會發煙腐蝕周圍的金屬元器件，而且膜對硫酸根離子的脫除率較氯離子高，所 以硫酸比鹽酸更為常用。沒有其他添加劑的工業級硫酸即適宜於反滲透使用，商 品硫酸有 20％和 93％兩種濃度規格。93％的硫酸也稱為 66 波美度硫酸。在稀 釋 93％硫酸時一定要小心， 在稀釋到66％時發熱可將溶液的溫度提升到 138℃。 一定要在攪拌下緩慢地將酸加入水中，以免水溶液局部發熱沸騰。鹽酸主要在可 能產生硫酸鈣或硫酸鍶結垢時使用。 使用硫酸會增加反滲透進水中的硫酸根離子 濃度，直接導致硫酸鈣結垢傾向增加。工業級的鹽酸（無添加劑） 購買非常方便， 商品鹽酸一般含量為 30－37％。降低 pH 的首要目的是降低 RO 濃水中碳酸鈣 結垢的傾向，即降低朗格里爾指數（LSI）。LSI 是低鹽度苦鹹水中碳酸鈣的飽 和度，表示碳酸鈣結垢或腐蝕的可能性。在反滲透水化學中，LSI是確定是否會 發生碳酸鈣結垢的是個重要指標。當 LSI 為負值時，水會腐蝕金屬管道，但不會 形成碳酸鈣結垢。如果 LSI 為正值，水沒有腐蝕性，卻會發生碳酸鈣結垢。LSI 由碳酸鈣飽和的 pH 減去水的實際 pH。 碳酸鈣的溶解度隨溫度的上升而減小 （水 壺中的水垢就是這樣形成的），隨 pH、鈣離子的濃度即鹼度的增加而減小。LSI值可以通過向反滲透進水中注入酸液（一般是硫酸或鹽酸）即降低 pH 的方法來 調低。推薦的反滲透濃水的 LSI 值為 0.2（表示濃度低於碳酸鈣飽和濃度 0.2 個 pH 單位）。還可以使用聚合物阻垢劑來防止碳酸鈣沉澱，一些阻垢劑供應商聲 稱其產品可以使反滲透濃水的 LSI 高達+2.5（比較保守的設計是 LSI 為＋1.8）。 2 加鹼－提高脫除率 在一級反滲透中加鹼使用較少。在反滲透進水中注入鹼液用來提高 pH。一般使 用的鹼劑只有氫氧化鈉（NaOH），購買方便，而且易溶於水。一般不含其他添 加劑的工業級氫氧化鈉便可滿足需要。 商品氫氧化鈉有 100％的片鹼， 也有 20％ 和 50％的液鹼。在加鹼調高 pH 時一定要注意，pH 升高會增加 LSI、降低碳酸 鈣及鐵和錳的溶解度。 最常見的加鹼應用是二級 RO 系統。 在二級反滲透系統中， 一級 RO 產水供給二級 RO 作為原水。二級反滲透對一級反滲透產水進行「拋光」 處理，二級 RO 產水的水質可達到 4 兆歐。在二級 RO 進水中加鹼有 4 個原因： a．在 pH8.2 以上，二氧化碳全部轉化為碳酸根離子，碳酸根離子可以被反滲透 脫除。而二氧化碳本身是一種氣體，會隨透過液自由進入 RO 產水，對於下游的 離子交換床拋光處理造成不當的負荷。 b．某些 TOC 成分在高 pH 下更容易脫除。 c．二氧化硅的溶解度和脫除率在高 pH 下更高（特別是高於 9 時）。 d．硼的脫除率在高 pH 下也較高（特別是高於 9時）。 加鹼應用有一個特例，通常被叫做 HERO（高效反滲透系統）過程，將進水pH 調到 9 或 10。一級反滲透用來處理苦鹹水，苦鹹水在高 pH 下會有污染問題（比 如硬度、鹼度、鐵、錳等）。預處理通常採用弱酸性陽離子樹脂系統和脫氣裝置 來除去這些污染物。 3 脫氯藥劑－消除余氯 RO 及 NF 進水中的遊離氯要降到 0.05ppm 以下， 才能達到聚醯胺複合膜的要求。 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）中一般採用活性碳過濾器，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 5?m 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，對於所有進水 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。 亞硫酸氫鈉（SBS）是較大型 RO 裝置選用的典型還原劑。將固體偏亞硫酸氫鈉 溶解在水中配製成溶液， 商品偏亞硫酸氫鈉的純度為 97.5－99％，乾燥儲存期 6 個月。SBS 溶液在空氣中不穩定，會與氧氣發生反應，所以推薦 2％的溶液的使 用期為 3－7 天， 10％以下的溶液使用期為 7－14天。從理論上講，1.47ppm 的 SBS（或 0.70ppm 偏亞硫酸氫鈉）能夠還原 1.0ppm 的氯。設計時考慮到工 業苦鹹水系統的安全係數，設定 SBS 的添加量為每 1.0ppm 氯1.8－3.0ppm。 SBS 的注入口要在膜元件的上游，設置距離要保證在進入膜元件有 29秒的反應 時間。推薦使用適當的在線攪拌裝置（靜態攪拌器）。 SBS 脫氯反應：·Na2S2O5 （偏亞硫酸鈉）+ H2O ＝2 NaHSO3 （亞硫酸氫鈉） ·NaHSO3 + HOCl＝NaHSO4 （硫酸氫鈉） + HCl （鹽酸） ·NaHSO3 + Cl2 + H2O ＝NaHSO4 + 2 HCl 採用 SBS 脫氯的好處是在大系統中比碳過濾器的投資較少，反應副產物及殘餘 SBS 易於被 RO 脫除。 SBS 脫氯的缺點是需要人工混合小體積的藥劑，在脫氯系統沒有設計足夠的監 測控制儀器時增加了氯對膜的威脅，而且在少數情況下進水中存在硫還原菌 （SBR），亞硫酸會成為細菌營養幫助細菌的繁殖。SBR 通常在淺層井水厭氧 環境下有發現，硫化氫（H2S）作為 SBR 的代謝產物會同時存在。 脫氯過程的監測可採用遊離氯監測儀，用以監測殘餘亞硫酸根的濃度，還可以采 用 ORP 監測儀。推薦的方法是監測殘餘亞硫酸根的濃度，以保證有足夠的亞硫 酸根來還原氯。 大多數商業化氯監測儀的撿出濃度為 0.1ppm， 這個值是 CPA 膜 的余氯上限。直接利用 ORP 監測儀監控亞硫酸根濃度的方法不夠可靠，這種測 定水中氧化還原電位的儀器的基線變化難以預測。 CPA 膜的耐氯能力大概在 1000－2000ppm 小時 （透鹽率增加一倍） 1000ppm， 小時等於在 0.038ppm 余氯下運行 3 年。需要注意的是，在一些情況下發現耐氯 能力會因溫度升高（90 華氏度以上）、pH（7 以上）升高和過渡金屬存在（比 如鐵、錳、鋅、銅、鋁等）而大大下降。CPA 膜的耐氯胺能力約為 50,000－ 200,000ppm 小時 （發生透鹽率明顯增加） 這個值相當於在 RO 進水中含有 1.9 ， －7.6ppm 的氯胺，膜可以運行 3 年。同樣，在溫度升高、pH 降低和過渡金屬存 在時，膜的耐氯胺能力會變化。 在加州的一個三級廢水處理裝置上發現，在氯胺濃度 6－8ppm 進水條件下，膜 的脫鹽率在 2－3 年內從 98％降到了 96％。設計者要注意在氯胺化之後進行脫 氯還是必要的。氯胺是混合氯和氨的產物，遊離氯對膜的降解作用要比氯胺強得多，如果氨量欠缺時會有遊離氯存在。因此，使用過量的氨是非常關鍵的，系統 監測要確保這一點。 4 阻垢劑和分散劑 許多阻垢劑生產廠商可提供各種用於反滲透和納濾系統性能改善的阻垢劑和分 散劑。阻垢劑是一系列用於阻止結晶礦物鹽的沉澱和結垢形成的化學藥劑。大多 數阻垢劑是一些專用有機合成聚合物（比如聚丙烯酸、羧酸、聚馬來酸、有機金 屬磷酸鹽、聚膦酸鹽、膦酸鹽、陰離子聚合物等），這些聚合物的分子量在 2000 －10000 道爾頓不等。 反滲透系統阻垢劑技術由冷卻循環水和鍋爐用水化學演變 而來。對為數眾多各式各樣的阻垢劑，在不同的應用場合和所採用的有機化合物 所取得的效果和效率差別很大。 採用聚丙烯酸類阻垢劑時要特別小心，在鐵含量較高時可能會引起膜污染，這種 污染會增加膜的操作壓力，有效清除這類污染要進行酸洗。 如果在預處理中使用了陽離子混凝劑或助濾劑， 在使用陰離子性阻垢劑時要特別 注意。會產生一種粘稠的粘性污染物，污染會造成操作壓力增加，而且這種污染 物清洗非常困難。 六偏磷酸鈉（SHMP）是早期在反滲透中使用的一種普通阻垢劑，但隨著專用阻 垢劑的出現，用量已經大大減少了。SHMP 的使用有一些限制。每 2－3 天要配 制一次溶液，因為暴露在空氣中會水解，發生水解後不僅會降低阻垢效果，而且 還會造成磷酸鈣結垢的可能性。 使用 SHMP 可減少碳酸鈣結垢， 可達到＋1.0。 LSI阻垢劑阻礙了 RO 進水和濃水中鹽結晶的生長， 因而可以容許難溶鹽在濃水中超 過飽和溶解度。阻垢劑的使用可代替加酸，也可以配合加酸使用。有許多因素會 影響礦物質結垢的形成。溫度降低會減小結垢礦物質的溶解度（碳酸鈣除外，與 大多數物質相反，它的溶解度隨溫度升高而降低），TDS 的升高會增加難溶鹽 的溶解度（這是因為高離子強度干擾了晶種的形成）。 最常見的結垢性無機鹽有： ◆ 碳酸鈣（CaCO3）◆ 硫酸鈣（CaSO4） ◆ 硫酸鍶（SrSO4） ◆ 硫酸鋇（BaSO4） 不太常見的結垢性礦物質有： 磷酸鈣（Ca3(PO4)2） 氟化鈣（CaF2） 分散劑是一系列合成聚合物用來阻止膜面上污染物的聚集和沉積。 分散劑有時也 叫抗污染劑，通常也有阻垢性能。對於不同的污染物，不同的分散劑的效率區別 很大，所以要知道所對付的污染物是什麼。 需要分散劑處理的污染物有： ● 礦物質結垢 ● 金屬氧化物和氫氧化物（鐵、錳和鋁） ● 聚合硅酸 ● 膠體物質（指那些無定型懸浮顆粒，可能含有土、鐵、鋁、硅、硫和有機物） ● 生物性污染物 硅酸的超飽和溶解度難以預測，在水中有鐵存在時，會形成硅酸鐵，硅酸的最大 飽和濃度會大大降低。其他的因素還有溫度和 pH 值。預測金屬氧化物（如鐵、 錳和鋁）也非常困難。金屬離子的可溶解形式容許較高飽和度，不溶性離子形式 更像是顆粒或膠體。 理想的添加量和結垢物質及污染物最大飽和度最好通過藥劑供應商提供的專用 軟體包來確定。 在海德能反滲透設計軟體中採用的是較為保守的難溶鹽超飽和度 估算。過量添加阻垢劑/分散劑會導致在膜面上形成沉積，造成新的污染問題。 在設備停機時一定要將阻垢劑及分散劑徹底沖洗出來， 否則會留在膜上產生污染 問題。在用 RO 進水進行低壓沖洗時要停止向系統注入阻垢劑及分散劑。 阻垢劑/分散劑注入系統的設計應該保證在進入反滲透元件之前能夠充分混合， 靜態攪拌器是一個非常有效的混合方法。 大多數系統的注入點設在 RO 進水保安 過濾器之前，通過在過濾器中的緩衝時間及 RO 進水泵的攪拌作用來促進混合。 如果系統採用加酸調節 pH，推薦加酸點要在上游足夠遠的地方，在到達阻垢劑/ 分散劑注入點之前已經完全混合均勻。 注入阻垢劑/分散劑的加藥泵要調到最高注射頻率，建議的注射頻率是最少 5 秒 鍾一次。阻垢劑/分散劑的典型添加量為 2－5ppm。為了讓加藥泵以最高頻率工 作，需要對藥劑進行稀釋。阻垢劑/分散劑商品有濃縮液，也有固體粉末。稀釋 了的阻垢劑/分散劑在儲槽中會被生物污染，污染的程度取決於室溫和稀釋的倍 數。推薦稀釋液的保留時間在 7－10 天左右。正常情況下，未經稀釋的阻垢劑/ 分散劑不會受到生物污染。 下面的表-2 給出一些藥劑廠商提供的加阻垢劑後， 濃水中難溶鹽最大飽和度， RO 以及海德能設計軟體所採用的保守警戒值。這些數值基於濃水的情況，以正常未 加藥時的飽和度為 100％計算。 海德能一直推薦用戶要向廠商確證其產品的實際 效率。 選擇阻垢劑/分散劑的另外一個主要問題是要保證與反滲透膜完全兼容。不兼容 藥劑會造成膜的不可逆損壞。 海德能相信供應商會進行藥劑的 RO 膜兼容性測試 和效率測試。我們建議用戶向阻垢劑和分散劑廠商諮詢下列一些問題： ● 與相關 RO 膜的兼容性如何？ ● 有沒有成功運行 1000 小時以上的最終用戶列表？ ● 與反滲透進水中的任何成分（比如鐵、重金屬、陽離子聚電解質等）有沒有不 可逆反應？ ● 推薦添加量和最大添加量是多少？ ● 有沒有特殊的排放問題？ ● 是否適於飲用水應用（有必要時）？ ● 該廠商還供應與阻垢劑相容的混凝劑、 殺菌劑和清洗劑等其他反滲透藥劑嗎？ ● 該廠商是否提供膜解剖或元件清洗一類的現場技術服務？ 表-2 加阻垢劑後難溶鹽最大飽和度 垢物或污染物 藥劑廠商推薦值 海德能推薦的保守值 碳酸鈣 LSI 值 + 2.9 + 1.8 硫酸鈣 400% 230% 硫酸鍶 1,200% 800% 硫酸鋇 8,000% 6,000%氟化鈣 12,000% 未給出 硅酸 300 ppm 或更高 100% 鐵 5 ppm 未給出 鋁 4 ppm 未給出 5.2 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。 1 石灰軟化 在水中加入熟石灰即氫氧化鈣可去除碳酸氫鈣，反應式為： Ca(HCO3)2 + Ca(OH)2→2CaCO3↓＋2H2O Mg(HCO3)2 + 2Ca(OH)2→2CaCO3↓ ＋Mg(OH)2＋2H2O 非碳酸硬度可加入碳酸鈉（純鹼）得到進一步降低： CaCl2 + NaCO3→2NaCl + Ca(CO3)↓ 石灰－純鹼軟化處理還可降低二氧化硅的含量， 在加入鋁酸鈉和三氯化鐵時會形 成碳酸鈣以及硅酸、氧化鋁和鐵的複合物沉澱。通過加入多孔氧化鎂和石灰的混 合物，採用 60－70℃熱石灰脫硅酸工藝，能將硅酸濃度降低到 1mg/L 以下。 通過石灰軟化也可顯著去除鋇、鍶和有機物，但石灰軟化處理的問題是需要使用 反應器以便在高濃度下形成沉澱晶種，通常要採用上升流固體接觸澄清器。過程 出水還需要設置多介質過濾器，並在進入膜單元之前要調節 pH。使用含鐵混凝 劑，無論是否同時使用聚合物絮凝劑（陰離子型和非離子型），均可提高石灰軟 化的固液分離效果。 只有大型苦鹹水/廢水系統（大於200m3/H）才會考慮選擇石灰軟化工藝。 2 樹脂軟化 a．強酸型樹脂軟化 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 後用鹽水再生。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。 b．弱酸型樹脂脫鹼度 主要在大型苦鹹水處理系統中採用弱酸陽離子交換樹脂脫鹼度， 脫鹼度處理是一 種部分軟化工藝，可以節約再生劑。通過弱酸性樹脂處理，用氫離子交換除去與 碳酸氫根相同當量（暫時硬度）的Ca2+、Ba2+和 Sr2+等，這樣原水的 pH 值會 降低到 4-5。由於樹脂的酸性基團為羧基，當 pH 達到 4.2 時，羧基不再解離， 離子交換過程也就停止了。因此，僅能實現部分軟化，即與碳酸氫根相結合的結 垢陽離子可以被除去。因此這一過程對於碳酸氫根含量高的水源較為理想，碳酸 氫根也可轉化為 CO2。 HCO3-+H+=H2O+CO2 一般不希望水中有二氧化碳，必要時要對原水或產水進行脫氣，在有生物污染可 能時（地表水，高 TOC 或高菌落總數），對產水脫氣更為合適。在膜系統中高 CO2 濃度可以抑制細菌的生長。當希望系統運行在較高的脫鹽率時，採用原水 脫氣較為合適，脫除CO2 將會引起 pH 的增高，進水 pH＞6 時，膜系統的脫除 率比進水 pH＜5 時要高。● 再生所需要的酸量不大於 105％的理論耗酸量， 這樣會降低操作費用和對環境 的影響； ● 通過脫除碳酸氫根，降低了水中的 TDS，這樣產水 TDS 也較低； 弱酸型樹脂處理的缺點是： ● 殘餘硬度 如果需要完全軟化，可以增設強酸陽樹脂的交換過程，甚至放置在弱酸樹脂同一 交換柱中，這樣再生劑的耗量仍比單獨使用強酸樹脂時低，但是初期投入較高， 這一組合僅當系統容量很大時才有意義。 另一種克服這一缺點的方法是在脫鹼度的水中加阻垢劑，雖然迄今為止，人們單 獨使用弱酸樹脂脫鹼時，還未出現過結垢問題，但是我們仍極力建議你計算殘留 難溶鹽的溶解度，並採取相應的措施。 ● 處理過程中水會發生 pH 變化 因樹脂的飽和程度在運行時發生變化，經弱酸脫鹼處理的出水其 pH 值將在 3.5-6.5 範圍內變化，這種周期性的 pH 變化，使工廠脫鹽率的控制變的很困難。 當 pH＜4.2 時，無機酸將透過膜，可能會增加產水的 TDS，因此，我們推薦用 戶增加一個並聯弱酸軟化器，控制在不同時間進行再生，以便均勻弱酸處理出水 pH,其它防止極低 pH 值出水的方法是脫除 CO2 或通過投加 NaOH 調節弱酸軟化 後出水的 pH 值。 5.3 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。 在單一介質過濾器中，最細的顆粒材料反洗至床的頂部。大多數過濾發生在床頂 部 5cm 區域內，其餘作為支撐介質。有一泥漿層形成。雖然單一介質過濾器的 濾速限制為 81.5—163L／(min.m2)過濾面積，多介質過濾器的水力過程流速可 高達 815L/(min.m2)， 但因高水質的要求， 通常在 RO 預處理中流速限制在 306L ／(min.m2)。 由於膠體懸浮物既很細小又由於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、礬和陽離子聚合物。因為陽離子聚合物在低劑量下就有效果，且不明顯地增 加過濾器介質的固體負荷，所以最常用。另一方面，如果陽離子聚合物進入現在 採用的某些最通用的膜上，則它們卻是非常強的污染物。很少量的陽離子聚合物 就能堵塞這些膜， 且往往難以去除。 務須謹記當用陽離子聚合物作為過濾助劑時，必須小心使用。 2 除鐵、錳——氧化過濾 通常含鹽量為苦鹹水範圍的某些井水呈還原態，典型特點是含有二價的鐵和錳， 有時還會存在硫化氫和氨。如果對這類水源進行氯化處理，或當水中含氧量超過 5mg/L 時，Fe2+將轉化為 Fe3+形成難溶解性的膠體氫氧化物顆粒。鐵和錳的氧 化反應如下： 4Fe（HCO3）2+O2+2H2O→4Fe（OH）3+8CO2 4Mn（HCO3）2+O2+2H2O→4Mn（OH）3+8CO2 由於鐵的氧化在很低的 pH 值時就會發生，因而出現鐵污染的情況要比錳污染的 情況要多，即使 SDI 小於 5，RO 進水的鐵含量低於 0.1mg/L，仍會產生鐵污染 的問題。 鹼度低的進水鐵離子含量要高， 這是因為 FeCO3 的溶解度會限制 Fe2+ 的濃度。 處理這類水源的一種方法時防止整個 RO 過程中與空氣和任何氧化劑如氯的接 觸。低 pH值有利於延緩 Fe2+的氧化，當 pH＜6，氧含量＜0.5mg/L 時，最大 允許 Fe2+濃度4mg/L,另一種是用空氣、Cl2 或 KMnO4 氧化鐵和錳，將所形成 的氧化物通過介質過濾器除去，但需要主要的是，由硫化氫氧化形成的膠體硫可 能難以由過濾器除去，在介質過濾器內添加氧化劑通過電子轉移氧化 Fe2+，即 可一步同時完成氧化和過濾。 海綠石就是這樣一種粒狀過濾介質，當其氧化能力耗盡時，它可通過 KMnO4 的 氧化來再生，再生後必須將殘留的 KMnO4 完全沖洗掉，以防止對膜的破壞。當 原水中含Fe2+的量小於 2mg/L 時，可以採用這一處理方法，如原水中含更高的 Fe2+的量小於2mg/L 時，可以採用這一處理方法，如原水中含更高的 Fe2+時， 可在過濾器進水前連續投加 KMnO4,但是在這種情況下， 必須採取措施例如安裝 活性炭濾器以保證沒有高錳酸鉀進入膜元件內。 Birm 過濾也可以有效地用於從 RO/NF 進水中去除 Fe2+，Birm是一種硅酸鋁基 體上塗有二氧化錳形成沉澱，並且通過濾器反洗可將這些沉澱衝出濾器。由於該 過程 pH 將升高，可能會發生 LSI 值變化，因而要預防濾器和 RO/NF 系統內出 現 CaCO3 沉澱。 3 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於對膠體表面的 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，並不推薦使用，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，建議採用靜態混合器或將 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。 為了提高混凝劑絮體的強度進而改進它們的過濾性能，或促進膠體顆粒間的架 橋，絮凝劑與混凝劑一起或單獨使用，絮凝劑為可溶性的高分子有機化合物，如 線性的聚丙烯醯胺，通過不同的活性功能團，它們可能表現為陽離子性、陰離子 性或中性非離子性。混凝劑和絮凝劑可能直接或間接地影響 RO 膜，間接的影響 如它們的反應產物形成沉澱並覆蓋在膜面上， 例如當過濾器發生溝流而使混凝劑 絮體穿過濾器並發生沉澱；當使用鐵或鋁混凝劑，但沒有立即降低 pH 值時，在 RO 階段或因進水濃縮誘發過飽和現象，就會出現沉澱，還有在多介質濾器後加 入化合物也會產生沉澱反應，最常見的是投加阻垢劑，幾乎所有的阻垢劑都是荷 負電的，將會與水中陽離子性的絮凝劑或助凝劑反應而污染 RO 膜。 當添加的聚合物本身影響膜導致通量的下降， 這屬於直接影響。 為了消除 RO/NF 膜直接和間接的影響，陰離子和非離子的絮凝劑比陽離子的絮凝劑合適，同時還 須避免過量添加。 4 微濾/超濾 採用超濾/微濾預處理工藝的反滲透/納濾系統叫做集成膜系統（IMS）。與採用 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。 ● 由於膜在這裡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。 ● 由於膠體污染減少，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。 ● 與採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。

9、何為膜污染

答、各種原水中均含有一定濃度的懸浮物和溶解性物質。懸浮物主要是無機鹽、膠體和微生物、藻類等生物性顆粒。溶解性物質主要是易溶鹽（如氯化物）和難溶鹽 （如碳酸鹽、硫酸鹽和硅酸鹽）金屬氧化物，酸鹼等。在反滲透過程中，進水的 體積在減少，懸浮顆粒和溶解性物質的濃度在增加。懸浮顆粒會沉積在膜上，堵 塞進水流道、增加摩擦阻力（壓力降）。難溶鹽在超過其飽和極限時，會從濃水 中沉澱出來，在膜面上形成結垢，降低 RO 膜的通量，增加運行壓力和壓力降， 並導致產品水質下降。這種在膜面上形成沉積層的現象叫做膜污染。