反渗透设备浓水回用的预处理工艺有哪些？

反渗透设备浓水回用前的预处理，核心是针对浓水 “高盐、高污染物（悬浮物 / 胶体 / 有机物）、易结垢” 等特性，通过针对性工艺降低危害，为后续回用或深度处理奠定基础。具体工艺需结合浓水水质（如含盐量、浊度、COD、硬度）和回用目标选择，主要分为以下几类：

一、去除悬浮物与胶体：解决 “堵塞” 问题

浓水中若含有泥沙、胶体颗粒（如原水为地表水、井水时带入），会直接导致后续管道、泵体或膜组件堵塞，需优先通过物理过滤工艺截留杂质，核心是降低浊度（通常需降至 1NTU 以下）：

多介质过滤

利用石英砂、无烟煤、磁铁矿等多层滤料的 “分级截留” 作用，先通过粗滤料截留大颗粒泥沙，再通过细滤料吸附微小悬浮物和胶体。适合处理浊度较高（如＞5NTU）的浓水，可初步将浊度降至 1-3NTU，同时去除部分悬浮态有机物，运行成本低、维护简单，是预处理的 “基础环节”。

精密过滤（保安过滤）

作为多介质过滤的 “后续保障”，采用 5-10μm 孔径的 PP 棉滤芯或折叠滤芯，截留多介质过滤未去除的微小颗粒（如＜5μm 的胶体、微生物残骸），避免这些杂质划伤后续膜组件（如二级 RO 膜、纳滤膜）或堵塞回用设备的细小通道，是保护核心处理单元的 “关键防线”。

超滤（UF）

若浓水中胶体含量高（如原水为市政污水、工业废水），普通过滤难以去除，可采用超滤工艺。通过 0.01-0.1μm 的中空纤维膜，截留几乎所有悬浮物、胶体和微生物（如细菌、藻类），出水浊度可降至 0.1NTU 以下，且能去除部分大分子有机物（如 COD），为后续脱盐或回用提供更洁净的进水。

二、降低含盐量与硬度：解决 “结垢、腐蚀” 问题

浓水含盐量（TDS）和硬度（钙、镁离子）高，会导致回用设备（如循环冷却塔、换热器）结垢，或因高盐环境引发金属腐蚀，需通过脱盐 / 软化工艺控制盐度和硬度：

再反渗透（二级 RO）

最常用的浓水脱盐工艺 —— 将一级 RO 浓水作为二级 RO 的进水，选用抗污染型 RO 膜（如耐高盐、耐有机物的复合膜），进一步截留盐分（脱盐率可达 95%-98%）。二级 RO 的产水盐度低（通常 TDS＜500mg/L），可直接回用于原水补水、循环冷却或工艺用水；二级浓水因盐度极高（TDS 可能超 10000mg/L），需后续结合浓缩减量工艺处理。适合浓水含盐量中等（TDS 3000-8000mg/L）、回用对盐度要求高的场景。

纳滤（NF）

针对浓水中以 “二价盐为主” 的情况（如工业循环水浓水，含大量钙、镁离子），纳滤膜可选择性截留二价离子（截留率 80%-90%），同时允许部分无害的一价离子（如钠离子）通过，既能降低硬度、防止结垢，又避免过度脱盐导致成本升高。产水可直接回用于循环冷却、清洗等场景，成本低于反渗透，适合对硬度敏感但对一价盐容忍度高的回用需求。

电渗析（EDR/ED）

利用电场作用，通过离子交换膜将浓水中的阴阳离子迁移至淡水室，实现脱盐。适合含盐量中等（TDS 1000-10000mg/L）、浊度已降至较低水平（＜5NTU）的浓水，能耗低于反渗透，且对进水有机物耐受性较强（不易发生膜污染），常用于工业废水浓水的脱盐预处理。

离子交换软化

若浓水 “硬度高但含盐量低”（如 TDS＜2000mg/L，钙镁离子浓度高），可通过钠离子交换树脂吸附钙、镁离子，将硬水转化为软水，避免后续设备结垢。该工艺操作简单、软化效果好，但树脂需定期再生（用盐水冲洗），适合小规模浓水软化或作为循环冷却补水的预处理。

三、去除有机物与微生物：解决 “污染、异味” 问题

浓水中若含有有机物（如 COD、色素）或微生物（细菌、藻类），会导致后续膜组件污染、回用水质异味，甚至引发生物粘泥堵塞，需通过吸附、氧化或杀菌工艺处理：

活性炭吸附

利用颗粒活性炭或柱状活性炭的多孔结构，吸附浓水中的小分子有机物（如 COD、酚类）、色素和异味物质，同时可去除部分余氯（保护后续 RO 膜）。适合处理有机物浓度较低（COD＜100mg/L）、异味明显的浓水，成本低但需定期更换活性炭（避免吸附饱和后污染物溶出）。

高级氧化工艺

针对难降解有机物（如 COD＞100mg/L、生物毒性物质），采用 “强氧化” 手段分解有机物：

UV - 双氧水氧化：通过紫外线激活双氧水，产生羟基自由基（・OH），高效分解有机物，同时杀灭微生物；

臭氧氧化：利用臭氧的强氧化性，氧化有机物并破坏微生物细胞，无二次污染，还能改善水质透明度；

适合浓水回用至对有机物要求高的场景（如工艺辅助用水）。

加药杀菌

若回用场景对微生物控制严格（如循环冷却水、市政杂用水），需在预处理后添加杀菌剂：

氧化性杀菌剂：如次氯酸钠、二氧化氯，快速杀灭细菌、藻类，需控制余氯量（避免腐蚀设备）；

非氧化性杀菌剂：如异噻唑啉酮，针对耐药性微生物，适合长期交替使用（防止微生物产生抗药性）。

四、特殊预处理：针对极端水质

阻垢剂投加

若浓水硬度高（钙、镁、钡离子浓度高），即使经过软化，仍可能在后续设备或管道中结垢，需在预处理阶段投加阻垢剂（如有机膦酸盐、聚羧酸类），通过 “螯合、分散” 作用阻止水垢形成，保护设备。

pH 调节

若浓水 pH 过高（＞8.5）或过低（＜5.5），会腐蚀管道、影响膜组件寿命（如 RO 膜适宜 pH 范围为 2-11，长期偏离易老化），需通过投加酸（如盐酸、硫酸）或碱（如氢氧化钠）调节 pH 至 6-8 的适宜范围，同时可辅助去除部分碳酸盐硬度（如加酸后碳酸根转化为二氧化碳，通过曝气去除）。