① 急：高分求助：水处理一级反渗透加还原剂亚硫酸氢钠后为什么ORP会升高
各种原水中均含有一定浓度的悬浮物和溶解性物质。悬浮物主要是无机盐、胶体和微生物、藻类等生物性颗粒。溶解性物质主要是易溶盐（如氯化物）和难溶盐（如碳酸盐、硫酸盐和硅酸盐）金属氧化物，酸碱等。在反渗透过程中，进水的体积在减少，悬浮颗粒和溶解性物质的浓度在增加。悬浮颗粒会沉积在膜上，堵塞进水流道、增加摩擦阻力（压力降）。难溶盐在超过其饱和极限时，会从浓水中沉淀出来，在膜面上形成结垢，降低RO膜的通量，增加运行压力和压力降，并导致产品水质下降。这种在膜面上形成沉积层的现象叫做膜污染，膜污染的结果是系统性能的劣化。需要在原水进入反渗透膜系统之前进行预处理，去除可能对反渗透膜造成污染的悬浮物、溶解性有机物和过量难溶盐组分，降低膜污染倾向。对进水进行预处理的目的是改善进水水质，使RO膜获得可靠的运行保证。
对原水进行预处理的效果反映为TSS、TOC、COD、BOD、LSI及铁、锰、铝、硅、钡、锶等污染物水质指标的绝对值降低，在上一章中有对于这些污染物水质指标的详细描述。表征膜污染倾向的另外一个重要的水质指标是SDI。通过预处理，除了要将上述指标降到反渗透膜系统进水要求的范围内，还有重要的一点是尽量降低SDI，理想的SDI（15分钟）值应小于3。
5.1化学预处理
为了改善反渗透系统的操作性能，在进水中可以加入添加下列一些药剂：酸、碱、杀菌剂、阻垢剂和分散剂。
1 加酸－防止结垢
在进水中可以加入盐酸（HCl）、硫酸（H2SO4）来降低pH。硫酸价格便宜、不会发烟腐蚀周围的金属元器件，而且膜对硫酸根离子的脱除率较氯离子高，所以硫酸比盐酸更为常用。没有其他添加剂的工业级硫酸即适宜于反渗透使用，商品硫酸有20％和93％两种浓度规格。93％的硫酸也称为66波美度硫酸。在稀释93％硫酸时一定要小心，在稀释到66％时发热可将溶液的温度提升到138℃。一定要在搅拌下缓慢地将酸加入水中，以免水溶液局部发热沸腾。盐酸主要在可能产生硫酸钙或硫酸锶结垢时使用。使用硫酸会增加反渗透进水中的硫酸根离子浓度，直接导致硫酸钙结垢倾向增加。工业级的盐酸（无添加剂）购买非常方便，商品盐酸一般含量为30－37％。降低pH的首要目的是降低RO浓水中碳酸钙结垢的倾向，即降低朗格里尔指数（LSI）。LSI是低盐度苦咸水中碳酸钙的饱和度，表示碳酸钙结垢或腐蚀的可能性。在反渗透水化学中，LSI是确定是否会发生碳酸钙结垢的是个重要指标。当LSI为负值时，水会腐蚀金属管道，但不会形成碳酸钙结垢。如果LSI为正值，水没有腐蚀性，却会发生碳酸钙结垢。LSI由碳酸钙饱和的pH减去水的实际pH。碳酸钙的溶解度随温度的上升而减小（水壶中的水垢就是这样形成的），随pH、钙离子的浓度即碱度的增加而减小。LSI值可以通过向反渗透进水中注入酸液（一般是硫酸或盐酸）即降低pH的方法来调低。推荐的反渗透浓水的LSI值为0.2（表示浓度低于碳酸钙饱和浓度0.2个pH单位）。还可以使用聚合物阻垢剂来防止碳酸钙沉淀，一些阻垢剂供应商声称其产品可以使反渗透浓水的LSI高达+2.5（比较保守的设计是LSI为＋1.8）。
2 加碱－提高脱除率
在一级反渗透中加碱使用较少。在反渗透进水中注入碱液用来提高pH。一般使用的碱剂只有氢氧化钠（NaOH），购买方便，而且易溶于水。一般不含其他添加剂的工业级氢氧化钠便可满足需要。商品氢氧化钠有100％的片碱，也有20％和50％的液碱。在加碱调高pH时一定要注意，pH升高会增加LSI、降低碳酸钙及铁和锰的溶解度。最常见的加碱应用是二级RO系统。在二级反渗透系统中，一级RO产水供给二级RO作为原水。二级反渗透对一级反渗透产水进行“抛光”处理，二级RO产水的水质可达到4兆欧。在二级RO进水中加碱有4个原因：
a．在pH8.2以上，二氧化碳全部转化为碳酸根离子，碳酸根离子可以被反渗透脱除。而二氧化碳本身是一种气体，会随透过液自由进入RO产水，对于下游的离子交换床抛光处理造成不当的负荷。
b．某些TOC成分在高pH下更容易脱除。
c．二氧化硅的溶解度和脱除率在高pH下更高（特别是高于9时）。
d．硼的脱除率在高pH下也较高（特别是高于9时）。
加碱应用有一个特例，通常被叫做HERO（高效反渗透系统）过程，将进水pH调到9或10。一级反渗透用来处理苦咸水，苦咸水在高pH下会有污染问题（比如硬度、碱度、铁、锰等）。预处理通常采用弱酸性阳离子树脂系统和脱气装置来除去这些污染物。
3 脱氯药剂－消除余氯
RO及NF进水中的游离氯要降到0.05ppm以下，才能达到聚酰胺复合膜的要求。除氯的预处理方法有两种，粒状活性炭吸附和使用还原性药剂如亚硫酸钠。在小系统（50－100gpm）中一般采用活性碳过滤器，投资成本比较合理。推荐使用酸洗处理过的优质活性炭，去除硬度、金属离子，细粉含量要非常低，否则会造成对膜的污染。新安装的碳滤料一定要充分淋洗，直到碳粉被完全除去为止，一般要几个小时甚至几天。我们不能依靠5μm的保安过滤器来保护反渗透膜不受碳粉的污染。碳过滤器的好处是可以除去会造成膜污染的有机物，对于所有进水的处理比添加药剂更为可靠。但其缺点是碳会成为微生物的饲料，在碳过滤器中孳生细菌，其结果是造成反渗透膜的生物污染。
亚硫酸氢钠（SBS）是较大型RO装置选用的典型还原剂。将固体偏亚硫酸氢钠溶解在水中配制成溶液，商品偏亚硫酸氢钠的纯度为97.5－99％，干燥储存期6个月。SBS溶液在空气中不稳定，会与氧气发生反应，所以推荐2％的溶液的使用期为3－7天， 10％以下的溶液使用期为7－14天。从理论上讲，1.47ppm的SBS（或0.70ppm偏亚硫酸氢钠）能够还原1.0ppm的氯。设计时考虑到工业苦咸水系统的安全系数，设定SBS的添加量为每1.0ppm氯1.8－3.0ppm。SBS的注入口要在膜元件的上游，设置距离要保证在进入膜元件有29秒的反应时间。推荐使用适当的在线搅拌装置（静态搅拌器）。
SBS脱氯反应：
·Na2S2O5 （偏亚硫酸钠）+ H2O ＝2 NaHSO3 （亚硫酸氢钠）
·NaHSO3 + HOCl ＝NaHSO4 （硫酸氢钠） + HCl （盐酸）
·NaHSO3 + Cl2 + H2O ＝NaHSO4 + 2 HCl
采用SBS脱氯的好处是在大系统中比碳过滤器的投资较少，反应副产物及残余SBS易于被RO脱除。
SBS脱氯的缺点是需要人工混合小体积的药剂，在脱氯系统没有设计足够的监测控制仪器时增加了氯对膜的威胁，而且在少数情况下进水中存在硫还原菌（SBR），亚硫酸会成为细菌营养帮助细菌的繁殖。SBR通常在浅层井水厌氧环境下有发现，硫化氢（H2S）作为SBR的代谢产物会同时存在。
脱氯过程的监测可采用游离氯监测仪，用以监测残余亚硫酸根的浓度，还可以采用ORP监测仪。推荐的方法是监测残余亚硫酸根的浓度，以保证有足够的亚硫酸根来还原氯。大多数商业化氯监测仪的捡出浓度为0.1ppm，这个值是CPA膜的余氯上限。直接利用ORP监测仪监控亚硫酸根浓度的方法不够可靠，这种测定水中氧化还原电位的仪器的基线变化难以预测。
CPA膜的耐氯能力大概在1000－2000ppm小时（透盐率增加一倍），1000ppm小时等于在0.038ppm余氯下运行3年。需要注意的是，在一些情况下发现耐氯能力会因温度升高（90华氏度以上）、pH（7以上）升高和过渡金属存在（比如铁、锰、锌、铜、铝等）而大大下降。CPA膜的耐氯胺能力约为50,000－200,000ppm小时（发生透盐率明显增加），这个值相当于在RO进水中含有1.9－7.6ppm的氯胺，膜可以运行3年。同样，在温度升高、pH降低和过渡金属存在时，膜的耐氯胺能力会变化。
在加州的一个三级废水处理装置上发现，在氯胺浓度6－8ppm进水条件下，膜的脱盐率在2－3年内从98％降到了96％。设计者要注意在氯胺化之后进行脱氯还是必要的。氯胺是混合氯和氨的产物，游离氯对膜的降解作用要比氯胺强得多，如果氨量欠缺时会有游离氯存在。因此，使用过量的氨是非常关键的，系统监测要确保这一点。
4 阻垢剂和分散剂
许多阻垢剂生产厂商可提供各种用于反渗透和纳滤系统性能改善的阻垢剂和分散剂。阻垢剂是一系列用于阻止结晶矿物盐的沉淀和结垢形成的化学药剂。大多数阻垢剂是一些专用有机合成聚合物（比如聚丙烯酸、羧酸、聚马来酸、有机金属磷酸盐、聚膦酸盐、膦酸盐、阴离子聚合物等），这些聚合物的分子量在2000－10000道尔顿不等。反渗透系统阻垢剂技术由冷却循环水和锅炉用水化学演变而来。对为数众多各式各样的阻垢剂，在不同的应用场合和所采用的有机化合物所取得的效果和效率差别很大。
采用聚丙烯酸类阻垢剂时要特别小心，在铁含量较高时可能会引起膜污染，这种污染会增加膜的操作压力，有效清除这类污染要进行酸洗。
如果在预处理中使用了阳离子混凝剂或助滤剂，在使用阴离子性阻垢剂时要特别注意。会产生一种粘稠的粘性污染物，污染会造成操作压力增加，而且这种污染物清洗非常困难。
六偏磷酸钠（SHMP）是早期在反渗透中使用的一种普通阻垢剂，但随着专用阻垢剂的出现，用量已经大大减少了。SHMP的使用有一些限制。每2－3天要配制一次溶液，因为暴露在空气中会水解，发生水解后不仅会降低阻垢效果，而且还会造成磷酸钙结垢的可能性。使用SHMP可减少碳酸钙结垢，LSI可达到＋1.0。
阻垢剂阻碍了RO进水和浓水中盐结晶的生长，因而可以容许难溶盐在浓水中超过饱和溶解度。阻垢剂的使用可代替加酸，也可以配合加酸使用。有许多因素会影响矿物质结垢的形成。温度降低会减小结垢矿物质的溶解度（碳酸钙除外，与大多数物质相反，它的溶解度随温度升高而降低），TDS的升高会增加难溶盐的溶解度（这是因为高离子强度干扰了晶种的形成）。
最常见的结垢性无机盐有：
◆ 碳酸钙（CaCO3）
◆ 硫酸钙（CaSO4）
◆ 硫酸锶（SrSO4）
◆ 硫酸钡（BaSO4）
不太常见的结垢性矿物质有：
磷酸钙（Ca3(PO4)2）
氟化钙（CaF2）
分散剂是一系列合成聚合物用来阻止膜面上污染物的聚集和沉积。分散剂有时也叫抗污染剂，通常也有阻垢性能。对于不同的污染物，不同的分散剂的效率区别很大，所以要知道所对付的污染物是什么。
需要分散剂处理的污染物有：
● 矿物质结垢
● 金属氧化物和氢氧化物（铁、锰和铝）
● 聚合硅酸
● 胶体物质（指那些无定型悬浮颗粒，可能含有土、铁、铝、硅、硫和有机物）
● 生物性污染物
硅酸的超饱和溶解度难以预测，在水中有铁存在时，会形成硅酸铁，硅酸的最大饱和浓度会大大降低。其他的因素还有温度和pH值。预测金属氧化物（如铁、锰和铝）也非常困难。金属离子的可溶解形式容许较高饱和度，不溶性离子形式更像是颗粒或胶体。
理想的添加量和结垢物质及污染物最大饱和度最好通过药剂供应商提供的专用软件包来确定。在海德能反渗透设计软件中采用的是较为保守的难溶盐超饱和度估算。过量添加阻垢剂/分散剂会导致在膜面上形成沉积，造成新的污染问题。在设备停机时一定要将阻垢剂及分散剂彻底冲洗出来，否则会留在膜上产生污染问题。在用RO进水进行低压冲洗时要停止向系统注入阻垢剂及分散剂。
阻垢剂/分散剂注入系统的设计应该保证在进入反渗透元件之前能够充分混合，静态搅拌器是一个非常有效的混合方法。大多数系统的注入点设在RO进水保安过滤器之前，通过在过滤器中的缓冲时间及RO进水泵的搅拌作用来促进混合。如果系统采用加酸调节pH，推荐加酸点要在上游足够远的地方，在到达阻垢剂/分散剂注入点之前已经完全混合均匀。
注入阻垢剂/分散剂的加药泵要调到最高注射频率，建议的注射频率是最少5秒钟一次。阻垢剂/分散剂的典型添加量为2－5ppm。为了让加药泵以最高频率工作，需要对药剂进行稀释。阻垢剂/分散剂商品有浓缩液，也有固体粉末。稀释了的阻垢剂/分散剂在储槽中会被生物污染，污染的程度取决于室温和稀释的倍数。推荐稀释液的保留时间在7－10天左右。正常情况下，未经稀释的阻垢剂/分散剂不会受到生物污染。
下面的表-2给出一些药剂厂商提供的加阻垢剂后，RO浓水中难溶盐最大饱和度，以及海德能设计软件所采用的保守警戒值。这些数值基于浓水的情况，以正常未加药时的饱和度为100％计算。海德能一直推荐用户要向厂商确证其产品的实际效率。
选择阻垢剂/分散剂的另外一个主要问题是要保证与反渗透膜完全兼容。不兼容药剂会造成膜的不可逆损坏。海德能相信供应商会进行药剂的RO膜兼容性测试和效率测试。我们建议用户向阻垢剂和分散剂厂商咨询下列一些问题：
● 与相关RO膜的兼容性如何？
● 有没有成功运行1000小时以上的最终用户列表？
● 与反渗透进水中的任何成分（比如铁、重金属、阳离子聚电解质等）有没有不可逆反应？
● 推荐添加量和最大添加量是多少？
● 有没有特殊的排放问题？
● 是否适于饮用水应用（有必要时）？
● 该厂商还供应与阻垢剂相容的混凝剂、杀菌剂和清洗剂等其他反渗透药剂吗？
● 该厂商是否提供膜解剖或元件清洗一类的现场技术服务？
表-2 加阻垢剂后难溶盐最大饱和度
垢物或污染物
药剂厂商推荐值
海德能推荐的保守值
碳酸钙LSI 值
+ 2.9
+ 1.8
硫酸钙
400%
230%
硫酸锶
1,200%
800%
硫酸钡
8,000%
6,000%
氟化钙
12,000%
未给出
硅酸
300 ppm 或更高
100%
铁
5 ppm
未给出
铝
4 ppm
未给出
5.2软化预处理
原水中含有过量的结垢阳离子，如Ca2+、Ba2+和Sr2+等，需要进行软化预处理。软化处理的方法有石灰软化和树脂软化。
1石灰软化
在水中加入熟石灰即氢氧化钙可去除碳酸氢钙，反应式为：
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钠（纯碱）得到进一步降低：
CaCl2 + NaCO3→2NaCl + Ca(CO3)↓
石灰－纯碱软化处理还可降低二氧化硅的含量，在加入铝酸钠和三氯化铁时会形成碳酸钙以及硅酸、氧化铝和铁的复合物沉淀。通过加入多孔氧化镁和石灰的混合物，采用60－70℃热石灰脱硅酸工艺，能将硅酸浓度降低到1mg/L以下。
通过石灰软化也可显著去除钡、锶和有机物，但石灰软化处理的问题是需要使用反应器以便在高浓度下形成沉淀晶种，通常要采用上升流固体接触澄清器。过程出水还需要设置多介质过滤器，并在进入膜单元之前要调节pH。使用含铁混凝剂，无论是否同时使用聚合物絮凝剂（阴离子型和非离子型），均可提高石灰软化的固液分离效果。
只有大型苦咸水/废水系统（大于200m3/H）才会考虑选择石灰软化工艺。
2树脂软化
a．强酸型树脂软化
使用钠离子置换除去结垢型阳离子，如Ca2＋、Ba2＋、Sr2＋，树脂交换饱和后用盐水再生。钠离子软化法在常压锅炉水处理中广泛应用。这种处理方法的弊端是耗盐量高，增加了运行费用，另外还有废水排放问题。
b．弱酸型树脂脱碱度
主要在大型苦咸水处理系统中采用弱酸阳离子交换树脂脱碱度，脱碱度处理是一种部分软化工艺，可以节约再生剂。通过弱酸性树脂处理，用氢离子交换除去与碳酸氢根相同当量（暂时硬度）的Ca2+、Ba2+和Sr2+等，这样原水的pH值会降低到4-5。由于树脂的酸性基团为羧基，当pH达到4.2时，羧基不再解离，离子交换过程也就停止了。因此，仅能实现部分软化，即与碳酸氢根相结合的结垢阳离子可以被除去。因此这一过程对于碳酸氢根含量高的水源较为理想，碳酸氢根也可转化为CO2。
HCO3-+H+=H2O+CO2
一般不希望水中有二氧化碳，必要时要对原水或产水进行脱气，在有生物污染可能时（地表水，高TOC或高菌落总数），对产水脱气更为合适。在膜系统中高CO2浓度可以抑制细菌的生长。当希望系统运行在较高的脱盐率时，采用原水脱气较为合适，脱除CO2将会引起pH的增高，进水pH＞6时，膜系统的脱除率比进水pH＜5时要高。
● 再生所需要的酸量不大于105％的理论耗酸量，这样会降低操作费用和对环境的影响；
● 通过脱除碳酸氢根，降低了水中的TDS，这样产水TDS也较低；
弱酸型树脂处理的缺点是：
● 残余硬度
如果需要完全软化，可以增设强酸阳树脂的交换过程，甚至放置在弱酸树脂同一交换柱中，这样再生剂的耗量仍比单独使用强酸树脂时低，但是初期投入较高，这一组合仅当系统容量很大时才有意义。
另一种克服这一缺点的方法是在脱碱度的水中加阻垢剂，虽然迄今为止，人们单独使用弱酸树脂脱碱时，还未出现过结垢问题，但是我们仍极力建议你计算残留难溶盐的溶解度，并采取相应的措施。
● 处理过程中水会发生pH变化
因树脂的饱和程度在运行时发生变化，经弱酸脱碱处理的出水其pH值将在3.5-6.5范围内变化，这种周期性的pH变化，使工厂脱盐率的控制变的很困难。当pH＜4.2时，无机酸将透过膜，可能会增加产水的TDS，因此，我们推荐用户增加一个并联弱酸软化器，控制在不同时间进行再生，以便均匀弱酸处理出水pH,其它防止极低pH值出水的方法是脱除CO2或通过投加NaOH调节弱酸软化后出水的pH值。
5.3去除胶体和颗粒物
1介质过滤
从水中去除悬浮固体普遍的方法是多介质过滤。多介质过滤器以成层状的无烟煤、石英砂、细碎的石榴石或其他材料为床层。床的顶层由质轻和质粗品级的材料组成，而最重和最细品级的材料放在床的底部。其原理为按深度过滤——水中较大的顾粒在顶层被除去，较小的颗粒在过滤器介质的较深处被除去。
在单一介质过滤器中，最细的颗粒材料反洗至床的顶部。大多数过滤发生在床顶部5cm区域内，其余作为支撑介质。有一泥浆层形成。虽然单一介质过滤器的滤速限制为81.5—163L／(min.m2)过滤面积，多介质过滤器的水力过程流速可高达815L/(min.m2)，但因高水质的要求，通常在RO预处理中流速限制在306L／(min.m2)。
由于胶体悬浮物既很细小又由于介质电荷之间的排斥，所以单独过滤不起作用。在这些情况下，在过滤前必须加絮凝剂或絮凝化学药品。常用的絮凝剂有三氯化铁、矾和阳离子聚合物。因为阳离子聚合物在低剂量下就有效果，且不明显地增加过滤器介质的固体负荷，所以最常用。另一方面，如果阳离子聚合物进入现在采用的某些最通用的膜上，则它们却是非常强的污染物。很少量的阳离子聚合物就能堵塞这些膜，且往往难以去除。务须谨记当用阳离子聚合物作为过滤助剂时，必须小心使用。
2除铁、锰——氧化过滤
通常含盐量为苦咸水范围的某些井水呈还原态，典型特点是含有二价的铁和锰，有时还会存在硫化氢和氨。如果对这类水源进行氯化处理，或当水中含氧量超过5mg/L时，Fe2+将转化为Fe3+形成难溶解性的胶体氢氧化物颗粒。铁和锰的氧化反应如下：
4Fe（HCO3）2+O2+2H2O→4Fe（OH）3+8CO2
4Mn（HCO3）2+O2+2H2O→4Mn（OH）3+8CO2
由于铁的氧化在很低的pH值时就会发生，因而出现铁污染的情况要比锰污染的情况要多，即使SDI小于5，RO进水的铁含量低于0.1mg/L，仍会产生铁污染的问题。碱度低的进水铁离子含量要高，这是因为FeCO3的溶解度会限制Fe2+的浓度。
处理这类水源的一种方法时防止整个RO过程中与空气和任何氧化剂如氯的接触。低pH值有利于延缓Fe2+的氧化，当pH＜6，氧含量＜0.5mg/L时，最大允许Fe2+浓度4mg/L,另一种是用空气、Cl2或KMnO4氧化铁和锰，将所形成的氧化物通过介质过滤器除去，但需要主要的是，由硫化氢氧化形成的胶体硫可能难以由过滤器除去，在介质过滤器内添加氧化剂通过电子转移氧化Fe2+，即可一步同时完成氧化和过滤。
海绿石就是这样一种粒状过滤介质，当其氧化能力耗尽时，它可通过KMnO4的氧化来再生，再生后必须将残留的KMnO4完全冲洗掉，以防止对膜的破坏。当原水中含Fe2+的量小于2mg/L时，可以采用这一处理方法，如原水中含更高的Fe2+的量小于2mg/L时，可以采用这一处理方法，如原水中含更高的Fe2+时，可在过滤器进水前连续投加KMnO4,但是在这种情况下，必须采取措施例如安装活性炭滤器以保证没有高锰酸钾进入膜元件内。
Birm过滤也可以有效地用于从RO/NF进水中去除Fe2+，Birm是一种硅酸铝基体上涂有二氧化锰形成沉淀，并且通过滤器反洗可将这些沉淀冲出滤器。由于该过程pH将升高，可能会发生LSI值变化，因而要预防滤器和RO/NF系统内出现CaCO3沉淀。
3 微絮凝
如果过滤前对原水中的胶体进行絮凝或混凝处理，可以大幅度地提高介质过滤器效率，使出水的SDI降低到5左右。硫酸铁和三氯化铁可以用于对胶体表面的负电荷进行失稳处理，将胶体捕捉到新生态的氢氧化铁微小絮状物上，使用含铝絮凝剂其原理相似，但因其可能有残留铝离子污染问题，并不推荐使用，除非使用高分子聚合铝。迅速的分散和混合絮凝剂十分重要，建议采用静态混合器或将注入点设在增压泵的吸入段，通常最佳加药量为10－30mg/L，但应针对具体的项目确定加药量。
为了提高混凝剂絮体的强度进而改进它们的过滤性能，或促进胶体颗粒间的架桥，絮凝剂与混凝剂一起或单独使用，絮凝剂为可溶性的高分子有机化合物，如线性的聚丙烯酰胺，通过不同的活性功能团，它们可能表现为阳离子性、阴离子性或中性非离子性。混凝剂和絮凝剂可能直接或间接地影响RO膜，间接的影响如它们的反应产物形成沉淀并覆盖在膜面上，例如当过滤器发生沟流而使混凝剂絮体穿过滤器并发生沉淀；当使用铁或铝混凝剂，但没有立即降低pH值时，在RO阶段或因进水浓缩诱发过饱和现象，就会出现沉淀，还有在多介质滤器后加入化合物也会产生沉淀反应，最常见的是投加阻垢剂，几乎所有的阻垢剂都是荷负电的，将会与水中阳离子性的絮凝剂或助凝剂反应而污染RO膜。
当添加的聚合物本身影响膜导致通量的下降，这属于直接影响。为了消除RO/NF膜直接和间接的影响，阴离子和非离子的絮凝剂比阳离子的絮凝剂合适，同时还须避免过量添加。
4微滤/超滤
采用超滤/微滤预处理工艺的反渗透/纳滤系统叫做集成膜系统（IMS）。与采用传统预处理工艺的反渗透系统相比，IMS设计具有一些明显的优势。
● MF/UF透过液水质更好。SDI和浊度更低，明显降低了对反渗透的胶体和有机物、微生物污染负荷。
● 由于膜在这里是污染物的绝对屏障，MF/UF滤液的高质量可以保持稳定。即便是地表水和废水等水质波动异常频繁的水源，这种稳定性也不会改变。
● 由于胶体污染减少，反渗透系统的清洗频率明显降低。
● 与一些传统过滤工艺相比，MF/UF系统操作更容易，耗时更少。
● 与采用大量化学品的传统工艺相比，MF/UF浓缩废液的处置比较容易。
② 宾馆洗浴专用的软化水设备要注意些什么
宾馆洗浴专用的软化水设备需要注意的问题有：
1、出水硬度是否达标，否则用户住进去版之后洗浴用水太权硬用户体验太差的话，没有回头客
2、注意设备的保养和维护，软化水设备尽量不要再露天安置，阴天下雨、太阳暴晒、冰雹撞击都能缩短设备的使用寿命。
3、软化水设备再生周期是否可以，大型宾馆的话，需不需要一备一用。都是宾馆洗浴专用的软化水设备需要注意的事情。最后提醒大家购买软化水设备的时候一定要去软化水设备专业制造商厂家去购买，这样买的放心，用的安心，后期维护顺心。
③ 反渗透膜能去除阻垢剂吗
ro膜反渗透阻垢剂是一种高效的阻垢剂。可以防止反渗透膜结垢，可以提高水的产量和产水的质量。[1] 反渗透可清除水中的颗粒以及悬浮物等杂质，可清除大部分的离子。是达到淡化、净化的使用技术。
中文名
ro膜反渗透阻垢剂
用途
防止反渗透膜结垢、提高水的产量和产水的质量
基本作用特点介绍功能特性TA说
基本作用
反渗透阻垢剂的基本作用有三个，分别是络和增溶作用、晶格畸变作用、静电斥力作用。下面就来为大家详细解释一下。络和增溶作用主要是反渗透阻垢剂在水中溶解后会发生电离现象，这样会有带负电性的分子链产生，这种分子链可以与水中的钙离子进行反应，生成可以溶解在水中的螯合物或者是络合物。这样将水垢溶解下来起到去除水垢的作用。晶格畸变主要是通过阻垢剂中的分子官能团在微晶上占据了一定的地位破坏了特德生长，减慢了晶体的生长速度，从而达到效果，静电斥力主要是增加晶体之间的斥力，阻止它们聚合，从而起到作用。
特点介绍
反渗透设备阻垢剂的作用很强大，它可以在比较大的浓度范围中高效率的对无机物垢物进行控制。而且它的稳定性特别的强，不会与铝铁这样的氧化物发生反应，也不会和硅化物发生凝聚反应生成不溶的物质。因此它对于硅的聚合还有沉积可以有效的进行抑制，因此在浓水的一侧二氧化硅可以达到浓度290。反渗透阻垢剂的用途很多，它既可以用在反渗透CA、TFC膜、纳滤膜还有超滤膜中。而且它也有很好的溶解性质。它只要在5-10的范围内都是有效的。
功能特性
反渗透阻垢剂不管是在什么材质的膜管中都可以使用，对于各个地方水质的差异阻垢剂也能很好适用，它的适用范围很广，而且不管是什么环境或是场合下，阻垢剂的阻止结构的能力都很强，因此只要使用了它，您就会节省很多麻烦，不用为时时清洗膜管而烦恼了。有了阻垢剂就不需要在使用酸性强的物质来清洁了，这样既节省了资源也不用担心因为酸洗对设备造成腐蚀这样的问题。不仅如此，它还可以对铁锰这样的金属有很好的螯合作用，这样就不会在膜管内壁上产生垢物了。
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参考资料
[1] LTLD系列反渗透阻垢剂 ．. [引用日期2013-07-01]
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④ 反渗透膜原理是什么及如何清洗
反渗透膜的原理：
反渗透膜的工作需要借助外力对膜的一侧的溶液施加压力，当这个压力超过它的渗透压时，溶剂会逆着自然渗透的方向作反向渗透，在压力的作用下反渗透膜的膜孔只有0.0001微米，一些杂质分子化学离子和细菌、真菌、病毒体等等不能通过，就会留在浓液溶的一侧，然后排出。
从而在膜的低压侧可以得干净的溶液，也就是渗透液。高压侧得到浓缩的溶液，就是浓缩液。若是用在海水淡化的行业，在膜的低压的一侧可以得到淡水，在高压侧得到的就是卤水，由于反渗透膜使用简单，过滤效果好，所以在水处理行业使用广泛
化学清洗反渗透膜的方法：
1.柠檬酸溶液，在高压或低压下，用1%-2%的柠檬酸水溶液对膜进行连续或循环冲洗，这种方法对Fe(OH)3污染有很好的清洗效果。
2.柠檬酸铵溶液，柠檬酸的溶液中加入氨水或配成不同PH值的溶液，也可在柠檬酸铵的溶液中加HCL，调节PH值至2-2.5，例如在190L去离子水中，溶解277g柠檬酸胺，用HCL调节溶液PH值为2.5，用这种溶液在膜系统内循环清洗6小时，效果很好，若将该溶液加温到35-40℃，清洗效果更好，该溶液对无机物的污染清洗效果均很好，但清洗时间较长。
3.加酶洗涤剂，用加酶洗涤剂处理膜，对有机物污染，特别是对蛋白质，油类等有机物污染特别有效，若在50℃-60℃下清洗效果更好，[本文来自净水器官网}一般的在运行10天或半个月后用1%的加酶洗涤剂在低压下对膜进行一次清洗，由于所用加酶洗涤剂浓度较低，所以要求浸渍时间长一些。
4.浓盐水，对肢体污染严惩的膜采用浓盐水清洗是有效的，这是由于高浓度盐水能减弱胶体间的相互作用，促进胶体凝聚形成胶团。
5.水溶性乳化液，用于清洗被油和氧化铁污染的膜十分有效，一般清洗30-60分钟。
6双氧水溶液，例如将0.5L，30%的H2O2用12L去离子水稀释，然后清洗膜表面，这种方法对有机物污染特别有效。
7.次氯酸钠和甲醛溶液，对于细菌的污染，要视不同的膜采取不同的处理措施，对芳香聚酰胺膜可用1%(重量)的甲醛溶液清洗，同时要经常分析反渗透浓水中保持0.2-0.5mg/l的余氯，以防止细菌繁殖。
8.草酸和EDTA溶液，对于反渗透膜上的金属氧化物沉淀，用草酸和EDTA溶液清洗为好。
⑤ 反渗透系统怎样确定清洗顺序
一、反渗透系统清洗技术简介
反渗透设备系统最终是需要进行清洗的，在你的RO系统表现出污染的倾向、长时间停运之前、或按计划进行常规保养 时，建议你清洗RO系统。当出现下列污染特征（标准化后产水量下降10-15%，标准化后产水水质下降10-15%，或者给水与浓水间的压降增加 10-15%）时，表明你的RO系统需要清洗了。
由于RO系统出现污垢而需要清洗的频率随地点的不同而不同。一般习惯上可接受的清洗频率是3至12个月一次。如果每个月你不得不清洗一次以上，你就 应该改善RO的预处理系统，调整RO系统的运行参数，如果每1-3个月需要清洗一次，则需要在提高当前设备的运行水平上做工作，但是否需要改进预处理系统 较难判断。
二、反渗透系统常见污染物
在RO设计中通常会忽视使用RO产品水冲洗系统中的污垢，采用该法可减少RO的清洗次数。在反渗透纯水设备停运期间用产品水浸泡RO膜组件有助于溶解垢和松散沉积物，因此降低化学清洗频度。
污垢地点不同所需要清洗掉的污垢物也不同。但往往位微存在的污染物不止一种，因此使问题复杂化。
常见的污染物种类有：
1.碳酸钙垢
2.硫酸钙、硫酸钡、硫酸锶垢
3.铁、锰、铝等的金属氧化物
4.二氧化硅
5.胶状沉积物（无机或无机/有机混合物）
6.自然或合成有机物
7.生物质（生物污泥、霉菌或真菌）
三、反渗透系统清洗注意事项
有许多因素与选择合适的清洗化学药品和正确的清洗方法有关。在你头一次进行清洗时，建议与设备制造商、RO膜组件制造商、RO系统专用药品供应商联 系。一旦辨明污染物种类后，建议采用一种或多种清洗药品。这些药品可能是常规的，可以从许多供应商那里买到，也可能是专用清洗液，这种专用清洗液可能更贵 一些，但是使用时会更简便，并且这些公司还具有提供技术支持的优点。还有一些公司可能提供更有价值的服务；他们把从你的系统中取出的膜组件带回进行进行试 验，从而选择正确的清洗药品和方法。
通常需按特定的次序使用各种不同的清洗药品进行清洗，以获得最佳的清洗效果。比如首先使用低PH值的清洗液除去水垢一类的物质，然后使用一种高PH 值的清洗液除去有机物。但是有时也会首先使用高PH值的清洗液除去油类污垢，然后再使用一种低PH值的清洗液。有一些清洗液中还添加有洗涤剂，这将有助于 清除污染严重的生物和有机杂质。其它的清洗液添加有象EDTA之类的螯合剂，这些螯合剂有助于清除胶体、有机物、生物杂质和硫酸盐垢。必须记住的是选用不 正确的清洗药品或清洗步骤不正确时可能会使污堵更严重。
在选择清洗药品和使用复合聚酰胺膜时有一些注意事项：
1.遵守制造商建议的药品选择清单、剂量、PH值、温度和接触时间。
2.使用侵蚀性最小的药品完成清洗工作。这些做会延长膜的使用寿命。
3.在调节PH值时，一定要审慎以延长膜的使用寿命。药品侵蚀性较小的PH值范围是4至10，允许的最大PH值范围是2至12。
4.酸和碱不要混合。在加入下一种溶液之前，彻底冲洗系统以排尽上一次的清洗液。
5.用高PH值的产水冲洗出洗涤剂。
6.确认遵守正确的清洗液处理要求。
如果反渗透系统发生了微生物污染，应该在清洗成功之后再加入杀菌剂。杀菌剂可在清洗后立即加入，或定期地（比如一星期一次）或在运行期间连续地加入系统中，但是你必须确保杀菌剂和膜是相容的、不会影响健康、能有效地控制生物活性，并且费用不会太高。
⑥ 纯水系统反渗透怎样加药清洗
反渗透系统的维护与清洗
反渗透水处理是一种先进的脱盐技术，即可应版用于生水脱盐、权纯净水制备，也可用于废水处理、污水回收。它和离子除盐的本质区别在于它是一种物理脱盐，具有操作简单、运行经济、没有污染有利于环境保护等特点，同时可大大降低生产人员的劳动强度，提高生产效率。
反渗透膜元件的维护：
膜元件的维护归纳为两个大的方面：一是反渗透的预处理，二是反渗透设备的冲洗、清洗及保养。
反渗透设备的预处理
反渗透系统的预处理，首先要根据原水水质情况配置预处理设备，这一点对整个系统的安全性至关重要。
⑦ 水处理缓蚀剂三聚磷酸钠的生产工艺
水处理缓蚀剂三聚磷酸钠的生产工艺根据我搜集的一些网站来看，建议看看这个，要做毕业论文以及毕业设计的，推荐一个网站 http://www.lw54.com ，里面的毕业设计什么的全是优秀的，因为精挑细选的，网上很少有，都是相当不错的毕业论文和毕业设计，对毕业论文的写作有很大的参考价值，希望对你有所帮助。
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⑧ 净水器反渗透膜堵了怎么清洗
1、前置过滤装配不当造成物理堵塞;
2、压力调节不当，造成浓水出水量小，工作压力高，反渗透膜处于高压状态，加速钙镁离子沉积， 时间越久越不可逆;
3、进水中有机物、微生物含量过高，在膜表面上形成有机物粘膜污堵，阻挡了反渗透膜透水;
4、进水的水质硬度过大(钙、镁离子浓度过高)，造成钙镁离子在膜表面上沉积，形成了不溶于水的碳酸盐类水垢，致使水不能透过反渗透膜。
遇到类似这样的堵塞情况，又该采取哪些措施进行清洗处理呢?
1、化学清洗
无论对那种污染，化学清洗是最有效的方法。对于大分子物质等在膜表面形成的凝胶层，仅靠物理清洗，效果不是很好，可用酸或碱液对污染后的膜浸泡清洗。碱性条件下有机物、二氧化硅及生物污染物质易被清洗，酸性条件下一些金属离子污染易被溶解。表面活性剂和螯合剂可去除牢固附着的物质。对于RO反渗透膜遭受污染类别不同，选择化学剂要有针对性，以防止化学清洗剂对膜的损害。
2、物理清洗
一般是指水力学清洗，如机械擦洗和反洗等。水力学清洗的主要方法是反洗，如水冲洗和气水反冲膨胀法。因为水洗无化学品引入，所以水洗的方法最为经济。反洗是指从透过侧吹气体或液体，将膜面堆积物去除的方法，外部加压是指用0.1MPa的压缩空气或带压液体逆洗，内部抽吸是指周期性的将膜外侧的空气或液体吸入膜内侧进行逆洗。
⑨ 什么东西可以去除水里的杂质呢
从网上搜集的，共同学习吧，希望对你有所帮助。
一、水的来源及含杂质情况
水对很多物质都有良好的溶解能力，这就造成水中容易混入杂质的缺点。
从自然界得到的水中往往含有许多杂质，这些杂质或者溶解或者悬浮在水中。悬浮在水中的无机物包括少量砂土和煤灰；有机悬浮物包括有机物的残渣及各种微生物。溶解在水中的气体包括来自空气中的氧气、二氧化碳、氮气和工业排放的气体污染物如氨、硫氧化物、氮氧化物、硫化氢、氯气等；溶解在水中的无机盐类主要有碳酸钙、碳酸氢钙、硫酸钙、氯化钙以及相应的镁盐、钠盐、钾盐、铁盐、锰盐和其他金属离子的盐，溶解的有机物，主要是动植物分解的产物。
由于天然水的来源不同，其中溶解的杂质也不尽相同。下面分别加以介绍。
(1)雨水 雨水是天空中水蒸气凝聚而成，总的来说雨水中含杂质较少，是含钙、镁离子较少的软水。但也溶解有一部分来自空气的少量氧气、二氧化碳和十定量的尘埃。还可能含有由雷电作用产生的含氮化合物。在城市上空受工业废气污染可能含有二氧化硫，这种雨水有酸性，俗称酸雨，有较强的腐蚀性。
(2)江河水 河流是降水经过地面流动汇集而成的。它在发源地可能受高山冰雪或冰川的补给，沿途可能与地下水相互交流。由于江河流域面积十分广阔，又是敞开流动的水体，所以江河水的水质成分与地区和气候条件关系密切i而且受生物活动寻口人类社会活动的影响最大。
(3)湖泊水 湖泊是由河流及地下水补给而在低洼地带形成的。湖泊的水质与它来源的水质有一定关系，但又不完全相同。日照及蒸发的强度也强烈影响湖泊的水质。如果蒸发强烈水中溶解物浓度就会逐渐增加，特别是水中含有的硝酸盐、磷酸盐的浓度增加时，会带来水质富营养化的倾向，造成水生植物过度生长，水中含氧量降低，会使水腐败变质。
(4)地下水 地下水是降水或地表水经过土壤地层渗流而形成的。十般地下水经过土壤地层的过滤，所含悬浮杂质较少，常为清澈透明；受地面污染蠖少因而含有机，物及细菌相对较少；但一般溶解的无机盐含量较高，硬度和含矿物质高；有的地区地下水含可溶性二价铁盐异常高，由于二价铁离子不稳定易氧化成三价铁离子并生成不溶性三价铁盐或氢氧化铁沉淀，所以在利用这种地下水之前，需要经过曝气处理以分离去除所含的铁离子。
(5)自来水 经过水厂处理得到的自来水，应该达到适合饮用水的标准，但其中仍有少量杂质。
表5—4 天然水中的杂质
来源
悬浮物
胶体
气体
非离子固体
阳离子
阴离子
从矿物，土壤和岩石中来的
粘土、砂砾、
其他无机的土壤污物
粘土
SiO2
Fe2O3
Al2O2
MnO2
CO2
Ca2+、Mg2+
Na+、K+
Fe2+、Mn2+
Zn2+、Cu2+
HCO3-、Cl-
SO42-、NO3-
CO32-、HSiO3-
H2BO3-、HPO42-
H2PO4-、OH-、F-
从大气中来
NH3、N2、
O2、CO2、
SO2
HCO3-、
SO42-
从有机物分解现时来
有机污物、有机废水
蔬菜的色素物质，有机废水
O2、NH3
CO2、N2
H2S、CH4
H2
蔬菜色素物质，有机废水
Na+
NH4+
H+
Cl-
HCO3-
NO2-、NO3-
OH-、HS-
其他有机阴离子
活的微生物
鱼、藻、微生物、硅藻
细菌、藻类、病毒、硅藻
从表5—4可看出，天然水中杂质主要分为两大类，即悬浮杂质和溶解杂质。悬浮杂质包括悬浮物和胶体；溶解杂质包括气体’、司巨电解质和电解质固．体，其中电解质杂质以离子状态存
在于水中。天然水中杂质来自于四个方面：即从矿物、土壤和岩石中溶入的；从空气中带入的；有机物分解带人的和活的微生物产生的。
二、杂质对水质的不良影响
1．水中溶解的气体
水中熔解的气体主要有氮气、氧气、二氧化碳、氨二氧化硫和硫化氢等。对水质影响较大的氧气、二氧化碳、氨、二氧化硫和硫化氢；
(1)氧气 水中溶解的氧气常是造成工业生产中锅炉等金属设备腐蚀的原因d：溶解氧不仅可以引起金属的化学腐蚀，而且由于水中氧浓度分布不均匀还会导致危害更大的电化学腐蚀。水中氧浓度分布不均的区域称为氧浓差区域l氧浓度较高的区域称为高氧区广氧浓度较低的区域称为贫氧区；由于氧浓度的不伺在金属表面形成浓差电池发生电化学腐蚀时i牛富氧区是腐蚀电池的阴极，贫氧区是电池的阳极；由于气体在水中扩散十分缓、慢十因此水的深度不同会产生氧浓差。离水面较深的区域，一旦氧气被消耗不能及时得到补充成为贫氧区，而在水面附近与空气接触、易溶入氧气形成富氧区；而在搅动邢流动的水中虽然象水的流动，氧的浓度比较均匀卜但在水中某些部位厂水流动受阻，会成为水的滞流区，因此也会形成贫氧区和浓度差而造成电化学腐蚀。
在化工生产的动力锅炉用水中士溶解氧浓度是一项重要监测指标，锅炉水中微量溶解氧存在时会使钢铁表面钝化膜破裂而导致严重的点蚀或局部腐蚀主因此必须除去水中；的溶解氧，而且锅炉压力越高，÷允许残留在水中的氧浓度就越低。通常的作法是先用蒸气加热的方法脱 氧再加入联氨；亚硫酸钠之类的还原剂：与氧反应使氧浓度进扒步下降，当含氧量小于0.005mg/L时，一般不会引起锅炉腐蚀。
(2)二氧化碳 溶于水中二氧化碳一方面对水的pH值产生影响，含CO2多的水显酸性，会导致金属设备的腐蚀，为此工业生产中在水中加入环己胺或吗福啉等挥发性碱来调节水的pH值以防止二氧化碳腐蚀。
另一方面在水溶液中二氧化碳、碳酸氢根和碳酸根离子浓度之间存在一个平衡关系：溶于水的二氧化碳(H2CO：)在水中发生两级电离，
一级电离为：
一级电离平衡常数 (5—2)
二级电离为：
二级电离平衡常数 (5—3)
计算表明，当pH<8.3即氢离子浓度cH+＝4.7X10-9mol/L时，溶液中主要以H2CO3，和HCOi-3离子形式存在，COi2-3离子浓度低。而水中COi—离子和Ca2+离子浓度过高是造成水垢产生的原因，因此要把水溶液控制在一个近中性(pH＝7)的合适范围，既不引起金属腐蚀，也防止碳酸盐水垢的产生。
(3)氨气 氨气是易溶于水的碱性物质，通常水中含氨量很少，不会对水质造成影响，但是当水中含蛋白质等含氮有机物较高时，在微生物作用下可分解产生氨。氨在潮湿空气中或含氧水中会引起铜和铜合金腐蚀。氨与铜离子能形成稳定络合物而降低了铜的氧化还原电极电位使铜易被氧化腐蚀，导致铜质工业设备损坏。
(4)硫化氢和二氧化硫 溶于水中的二氧化硫和硫化氢都使水显酸性，其中硫化氢的危害更大些，这是因为硫离子有强烈的促进金属腐蚀的作用。工业生产设备中与水接触的碳钢表面出现“鼓泡”等腐蚀现象，主要是硫化氢作用的结果。硫化氢有强还原性，会与水中的氧化性杀菌剂或铬酸盐等强氧化性缓蚀剂反应而使它们失效。另外许多金属硫化物在水中溶解度很低，所以硫化氢是一种金属离子沉淀剂，会使含锌等金属离子缓蚀剂形成硫化物沉淀而失效。因此要尽力减少水中硫化氢的含量。
2。水中溶解的无机盐类
(1)无机盐在水中的溶解性规律 无机盐在水中溶解度受温度影响的变化规律分为三类：绝大多数盐的溶解度都是随温度升高而增加的；有些盐溶解度受温度变化的影响不显著(如食盐)；也有些盐类溶解度是随温度升高而下降的，属于这一类的有碳酸钙、硫酸钙、碳酸镁等微溶和难溶盐，因此在受热过程中，这些盐特别容易形成水垢。
(2)溶盐含量的表示方法 常用mg/L(ppm)表示溶解盐(或离子)的含量。如lm水中含有钙离子40g相当于40mg/L(Ca2+)，有时用mg/L(CaC03)表示，即折合成每升水中含碳酸钙多少毫克。由于Ca的相对原子质量为40，而CaCO3的相对分子质量为100，所以40mg/L(Ca2+)相当于100mg/L(CaC03)。目前通常用mg/L(CaC03)作为水硬度的单位， lmg/L(CaC02)叫1度。
(3)总溶固含量和电导率 总溶固含量(TDS)是水质控制的第一个重要指标。溶于水的总固体物质包括盐类和可溶性有机物，但后者在水中含量一般很低：实际上总溶固量就是水中溶解盐的数量，根据水中的总溶固量的不同而将水质分为淡水、咸水、高盐水三类。
测定水中总固含量需把水蒸至干，很费时间。由于水中溶解的盐有导电能力，含盐量高导电力强，因此直接测定溶液的导电率即可换算出总溶固含量。电导率是一定体积溶液的电导，是溶液电阻率的倒数。对于同一类型淡水，在pH＝5～9范围，电导率是与总溶固含量大 致成线性关系。电导率测定通常在25℃恒温下进行，温度变化l℃，电导率可有2％变化量锅炉压力越高，要求控制电导率越低，即总溶固含量越低。
(4)钙镁离子与硬度 一般从自然界得到的水都溶有一定的可溶性钙盐和镁盐，这种含可溶性钙盐、镁盐较多的水称为硬水。又根据钙盐、镁盐具体种类的不同，又分为暂时硬水和永久硬水。含有碳酸氢钙和碳酸氢镁的硬水在煮沸过程中会变成碳酸盐沉淀析出，所 以把这种硬水叫做暂时硬水；而把含钙、镁的硫酸盐、氯化物的硬水称为永久硬水，因为它们在煮沸时也不会析出。而把含钙、镁离子少的水称为软水。
水中含钙；镁离子这种杂质时对洗涤危害是较大的。钙、镁离子会使肥皂和一些合成洗涤剂的洗涤效力大为降低。肥皂中含有的高碳脂肪酸根(如硬脂肪酸根)会与钙、镁离子生成不溶性的硬脂酸钙(俗称钙皂)或硬脂酸镁，而使肥皂失去洗涤去污的作用。同时生成的钙皂沉淀物会牢固地附着在洗涤对象的表面，不易去除，严重影响洗涤质量：
2C17H35COONa+Ca2+=====(C17H35COO)2Ca↓+2Na+
同样，合成洗涤剂、烷基苯磺酸钠虽有一定的耐硬水能力，但也会与钙、镁离子发生反应：
原来十二烷基苯磺酸钠是易溶于水的，当形成十二烷基苯磺酸钙之后则不易溶于水，只能在一定程度上分散在水中。因此洗涤时最好使用含钙、镁离子少的软水。
水的硬度是反映水中含钙、镁盐特性的一种质量指标。把水中含有的碳酸氢钙、碳酸氢镁的量叫碳酸盐硬度。由于将水煮沸时，这些盐可分解成碳酸盐沉淀析出，故又称之为暂时硬度。把水中含有的钙、镁硫酸盐及氯化物的量叫非碳酸盐硬度，因为用煮沸方法不能除掉这些盐，故又称为永久硬度。把上述两类硬度的总和称为总硬度。
世界各国虽都规定有自己的硬度单位标准，但通常把一百万份水中含一份碳酸钙作为硬度单位(即lkg水中含有lmg碳酸钙)。
水的硬度与水质的关系如表5—5所示。
表5-5 水的硬度分级
水质
硬度/(CaCO3mg/kg)
水技
硬度/(CaCO3mg/kg
很软的水
软水
较软的水
0～40
40～80
80～120
较硬功夫的水
硬水
很硬的水
120～180
180～300
300以上
[page]
硬水对肥皂的洗涤性能影响很大。有实验结果表明，用硬脂酸钠制成的肥皂，以硬度为、100的水配成质量分数为0.2％的溶液时，大约有1/4的硬脂酸钠转变成没有涤涤作用硬脂酸钙，而且它们会沾附在洗涤对象表面造成污染。假如用硬度为200的水配制上述溶液时，肥皂的起泡性和洗涤效果都受到很大影响，甚至用眼看，手摸都能感觉到钙皂沉淀的存在。
硬水不仅不适合做洗涤用水，也不适合作锅炉用水，它容易产生水垢，使锅炉热效率降低，甚至引起锅炉爆炸。因此必须把硬水进行软化处理。
(5)铁离子的危害 水中含铁量过高时，饮用时有发腥发涩的感觉，用于洗涤衣物和瓷器会染上黄色。水牛铁离子包括Fe2+、Fe3+两种形式。由于Fe(OH)3溶度积很小，所以在中性水中Fe3+都是以胶体状态的氢氧化铁形式悬浮于水中，会相互作用凝聚沉积在锅炉房金属表面形成难以去除的锈垢，并弓[发金属进一步腐蚀。而溶在水中的FeZ+的危害作用在于它是水中铁细菌的营养源，Fe2+含量过多会引起铁细菌的滋生。Fe2+与磷酸根离子结合形成的磷酸亚铁是粘着性很强的污垢。而且Fe2+能在碳酸钙过饱和溶液中起到晶核作用，能加快碳酸钙沉淀的结晶速度。因此在水中要严格控制含铁量。
(6)铜离子的危害 虽然铜离子在水中含量一般不高，但它对金属腐蚀有明显影响。由于铜离子易被铁、锌、铝等活泼金属还原成金属铜，而在金属表面形成以铜为阴极的微电池，引发金属电化学腐蚀，造成金属的点蚀而穿孔，因此要严格控制水中含铜量。
(7)水中的阴离子与碱度 水中含有的阴离子有OH-、C02-、PO3-4、Si02-3、C1-和SO24离子等，其中能引起金属腐蚀是通常在水中含量较高的C1-离子。研究表明，C1-离子虽然并没有直接参加电极反应，但能明显加速腐蚀速度，这可能是与C1-离子容易变形发生离子极化，极化后的Cl-离子具有较高极性和穿透性有关。由于它的高极性和穿透性使Cl-离子易于吸附在金属表面，并渗入到金属表面氧化膜保护层内部，造成破坏而导致腐蚀发生。
碱度是指水中能与H+发生反应的物质总量。水中能与H+发生反应的物质包括OH-、CO2-3、HCO-3、HP02-4、H2PO-4、HSi0-3等阴离子和NH3，测量碱度时，加入酚酞指示剂，用强酸滴定到红色褪去所消耗酸的数量叫酚酞碱度。加入甲基橙指示剂用强酸滴定至溶液显红色所消耗的酸的总量叫甲基橙碱度或总碱度。甲基橙碱度总是大于酚酞碱度的。根据两者的关系可判断水中OH-、C02-3、HCO-3离子的相对含量。
滴至酚酞变色发生的反应是：
而进一步滴定至甲基橙变色发生的反应是：
由于将C02-3滴定至HCO-3，与将HCO-3滴定至H2CO3所消耗的酸量相等，而OH-与HC0-3不能同时共存于溶液，因此当酚酞碱度等于甲基橙碱度时，说明溶液中只有OH-，没有HC0-3、CO2-3离子，当甲基橙碱度等于酚酞碱度二倍时，说明溶液中只有C02-3离子。而当甲基橙碱度小于酚酞碱度二倍时，说明溶液中有OH-、C02-3，没有HCO-3(因为OH-与HCO-3不能同时存在于同一溶液中)。
由于OH-、C02-3、HC0-3离子与钙镁离子一样都是成垢离子的来源，为了防止结垢就必须控制溶液的硬度和碱度。因此碱度也是水质控制的重要指标。
3．水中其他杂质的危害
(1)油污 水中含有油污，一方面它会粘附在金属表面上影响金属的传热效率，还会阻止缓蚀剂与金属表面充分接触，使金属不能受到很好的保护而腐蚀。还会对水中各种污垢起粘结剂作用加速污垢的形成和聚积。油污还是微生物的营养源会加快微生物的滋生和形成微生物粘泥，因此水中含油量必须严格控制。
(2)二氧化硅 水中溶解少量以硅酸或可溶性硅酸盐形式存在的二氧化硅对金属的腐蚀有一定的缓蚀作用。但含量过高时会形成钙镁的硅酸盐水垢或二氧化硅水垢。这种水垢热阻大、难以去除对锅炉危害特别大，因此要严格加以控制。
三、水的净化与纯化
1．硬水软化
把硬水转变成软水的过程叫硬水软化。软化硬水的方法较多，有加热法、化学沉淀法和离子交换法。目前广泛采用的是离子交换法，即用离子交换剂来软化硬水的方法。过去曾用过磺化煤、泡沸石来软化硬水，目前普遍使用的离子交换剂是高分子离子交换树月旨，它是有交换离子能力的高分子化合物。它是由不溶于水的交换剂本体及能在水中解离的活性交换基团两个基本部分组成。根据可交换的离子是阳离子或阴离子而分别称为陌离子交换树脂和阴离子交换树脂，如通常使用的苯乙烯型离子交换树脂，它的交换剂本体是由苯乙烯与部分对苯二乙烯共聚而成的不溶性高聚物。当本体上连有磺酸基(一SO-3Na+)或季铵基[一N+ (CH3)3Cl-]后则分别具有交换阳离子或阴离子的能力。
用离子交换树脂软化硬水分为两步：处理工程和再生工程。
当硬水通过阳离子交换树脂时，水中的钙、镁离子与阳离子交换树脂上的活性基团钠离 —B子发生交换并被吸附，使水软化：
口一(S03Na)2+Ca2+——>口一(SO3)2·Ca+2Na+ (处理工程)
当阳离子交换树脂上的钠离子几乎全部被钙、镁离子所交换时就失去了交换离子的能力；必须通过再生恢复它的交换能力。通常使用食盐为再生剂，再生过程中先用清水洗涤离子交换树脂，然后通人质量分数为10％的食盐水浸泡而使离子交换树脂吸附的钙、镁离子解吸下来，然后随废液排出。
口一(S03)2Ca+2Na+——>口一(S03Na)2+a2+ (再生工程)
在离子交换过程中，不仅钙、镁离子会被交换，水中含有的铁、锰、铝等金属离子也可同旧寸被交换去除。当硬水先后通过阳、阴离子交换树脂后；水中的电解质阳、阴离子基本均可被去除，这种方法得到的软水叫去离子水。见图5—3。
图5—3 离子交换树脂软化硬水示意图
一般锅炉中使用的软水，精密工业清洗领域使用的洗涤及冲洗用水，大都是采用离子交换树脂法制得的。这种方法简便、成本低，水中的离子性杂质基本被去除，在许多场合去离子水被用来代替成本较高的蒸馏水使用。
目前中国大型工矿软化水大都仍采用石灰法。其他软化方法成本较高只适用于少量水系统。用石灰可以去除水中的二氧化碳和碳酸氢钙、碳酸氢镁。
Ca(OH)2+C02====CaCO3↓+H20
Ca(HCO3)2+Ca(OH)2====2CaCO3↓+2H20
Mg(HCO3)2+2Ca(OH)2====Mg(OH)2↓+2CaCO3↓+2H20
有时为了去除非碳酸盐硬度(如CaSO+，CaCl。等)要配合加入适量Na2CO汁
CaSO4+Na2C03=CaCO3+Na2S04
MgSO4+Na2CO3+Ca(OH)2====Mg(OH)2+CaCO↓+Na2SO4
2．混凝剂去除悬浮胶体
为了去除水中悬浮粘土和胶体要加入混凝剂。分散很细的粘土胶体，单靠重力沉降很难从水中分离。混凝剂的作用在于通过吸附作用使细小粘土颗粒聚集在一起首先形成直径在1μm的聚集体，再通过化学粘结、共同沉淀等作用使聚集体进一步聚集成羊毛绒状的絮状体。絮状体在重力作用下可以发生沉降而被去除。
工业上常用的无机混凝剂有硫酸铝[A12(SO4)·18H20l铝铵矾[Al2(SO4)·(NH4)2SO4·24H20]孔氯化铝(A1C13)；—铝钾矾[A12(SO4)3·K2SO4· 24H20]三氯化铁(FeCl3)，绿矾(FeSO4·H20)，硫酸高铁等。
有机絮凝剂有聚丙烯酰胺等。
无机混凝剂的作用机理是铝、铁离子在水中发生水解，形成单核或多核的羟基络离子：
这些永解产物有混凝作用，它们可以把表面带负电荷的粘土颗粒的双电层压缩，使所节净负电荷减少。当铝、铁离子形成氢氧化铁或氢氧化铝等絮状沉淀物时会把粘土颗粒卷扫携同沉淀。它们也可以通过吸附架桥作用把粘土颗粒连在一起形成聚集体。
聚丙烯酰胺等有机高分子絮凝剂主要通过架桥作用使粘土颗粒絮凝沉淀，当聚合物分子与胶体粒子接触时，聚合物分子的一些基团吸附到胶体粒子表面，而聚合物分子的剩余部分仍留在溶液中。一个聚合物分子有多个位置可与胶体粒子发生吸附，当聚合物分子同时与多个胶体粒子发生吸附作用时就会发生架桥作用，把胶体粒子聚集在一起，并在重力作用下形成沉淀，如图5—4所示。
经过混凝处理之后的水再通过细砂、活性炭组成的过滤池就可把水中悬浮颗粒基本去除。
3．纯水和超纯水
由于现代工业技术的发展，对水质提出日益严格的要求，因而直接采用批水作原料、工艺用水或生产过程用水的部门逐渐增多，制造纯水的技术也相应得到迅速发展。
所谓纯水并非指化学纯的水，而是指在千定程度上去除了各种杂质的水。用离子交换法主要去除的是水的硬度(Ca2+、Mg2+)，而并没有把水中包括非硬度盐在内的所有强电解质者陆除，而且水中还存在硅酸等弱电解质以及气体、胶体、有机物、细菌等杂质，根据这些杂质的去除程度把纯水又分为除盐水、纯水和超纯水几个等级。
按生产工艺的实际需要，许多部门都提出了对纯水的。要求。如在医药、精．制糖、高级纸制造、合成纤维、电影胶片、电子工业、高压锅炉用水以及其他部门都要求使用除盐水或纯水。而在超高压锅炉、高绝缘材料、精密电子元件、原子能工业等则要求使用超纯水。在精密工业清洗的许多领域，水中含有微量杂质都会影响制品的精度，如属于最先进的精密工业的光学仪器、电子机械、半导体元件等领域，洗涤后冲洗用水中存在的微量杂质在干燥之后会在被洗物表面形成污点或斑迹，这是造成元件表面覆盖膜会存在气孔的原因，也是造成其导电性变差，机械性能变坏的原因。电子工业中一些精密元件的制造和清洗都要求使用高纯水心口果电子管阴极涂面混入杂质则会影响电子发射；在电视摄像管和电视机荧光屏制造过程中混入微量铜、铁等金属就会使画面变色。在半导体晶体管制造、集成电路蚀刻过程中对水质要求更高。
测量水的纯度有多种指标，而电·阻率是通常衡量水纯度的重要指标。水的电阻率早与水中含有的离子性杂质多少直接有关的。因为水中溶解的各种盐都是以离子状态存在而具有导电能力的。水的导电能力越强<电阻率越低)说胡含有离子性杂质越多，而电阻率越高则说明水越纯。理论上不含离子性杂质的纯水可达到电阻率的极限为18.3M∏·cm(25℃)。只有经过蒸馏的纯水的电阻率才能达到这个标准。读者可根据表5—6了解各种水的电阻率与所含离子性杂质的关系。
下面列出天然水经处理后其中含盐量。
除盐水是指水中包括非硬度盐类的各种电解质都去除到一定程度的水，其含盐量在1～5mg/L范围。
纯水又称深度除盐水，其中不仅除去了强电解质，而且大部分硅酸和二氧化碳等弱电解质也已除去，含盐量降至1.0mg儿以下。
超纯水要求把水中的气体、胶体、有机物、…细菌等各种杂质都去除到最低限度，达到工业上可达到的最高纯度，此时水中的含盐量降低到0．tmg／i以下。见表5—?。
表5-7 超纯水水质标准(电子工业甲)
项目
ASTM①
SEMI②
项目
ASTM①
SEMI②
电阴率/M∏·cm(25℃)
微粒数/（个/cm3)
细菌数/（个/L）
SiO2（μg/L)
TOC(总有机碳)/(μg/L)
18
2(粒径<
1μm)
10
75
200
17
1000(粒径<
0.8μm)
2(菌族)
5(胶体)
75
铜/(μg/L)
氯离子/(μg/L)
钾郭子/(μg/L)
钠离子/(μg/L)
锌/(μg/L)
TDS③/(μg/L)
2
10
2
2
10
10
2
20
1
1
1
15
①ASTM：美国材料试验标准。
②SEMI：电子材料工业标准。
⑧TDS：可溶性固体总含量·
超纯水的制造系统通常由以下几个步骤组成。
(1)前处理 目的为减少后续处理步骤的负荷，包括凝聚沉淀、精密过滤、活性炭吸附层过滤等步骤，使水中含有的较粗大颗粒杂质得以去除。
(2)离子交换处理 通过离子交换树脂脱除各种可溶的离子性杂质，为了去除钙、镁离子以外的其他非硬度强电解质离子；·有时要增加高性能的离子交换装置；
(3)超滤膜处理 目的在于去除悬浮在水中的各种微小杂质(包括细菌、有机物残渣)。
(4)反渗透处理 将超滤膜无法去除的更微小的可溶性杂质(如可溶性蛋白质)加以去除。应词注意，反渗透处理工艺使用的半透膜耐压寿命较短+应当尽量减少此种半透膜的负荷：
(5)紫外灯处理 利用紫外线的杀菌作用对水牛微生物进行杀灭。
其整个处理流程如图5—5所示。
图5—5 超纯水制连流程图
制造超纯水时，应考虑到不锈钢和玻璃器材虽然耐水腐蚀性很好，但仍会在水中溶解邱微量离子性杂质．，因此制造超纯水生产路线的管道以及各种反应容器应该使用对水更加稳定
的氟树脂和其他塑料来制造。 同时在保存、使用超纯水的过程中，会因种种原因使水的纯度降低，比如由于静电弓I力而附着在容器上的污垢落入水中，微量的食盐或其他电解质溶解到水中，二氧化碳气体溶解到水中，都会使纯水的纯度下降导：电性增加，所以在保存过程中要十分小心。