反滲透系統有哪些預處理方法？

我們在前文中簡單介紹過純水器材的前處理（預處理）工藝，而本文就目前常見水質套用場景及情況做一定的歸納，並就前文工藝的細節補充說明。

對於RO裝置的穩定執行，我們首先要確保進水水溫，pH，余氯，SDI指數，操作壓力，回收率等關鍵指標的控制，而產水量，電導率，壓力差則是需要時刻關註的執行參數。在器材的穩定執行過程中，預處理裝置起著前部先鋒的作用，耗材透過不斷的犧牲自己來保護RO裝置的穩定高效執行。

本文篇幅較長，方便讀者獲取有效資訊，將結論以表格形式放在前面，後文再做詳細闡述。

RO裝置的進水水質要求

1、溫度(℃)：1-45

2、pH值：2-11

3、淤泥密度指數(SDI值)<5.0

4、濁度(NTU)<1.0

5、余氯含量(mg/L)<0.1

6、固體顆粒物（φ，μm）：＜5

7、鐵，錳含量(mg/L)：溶氧>5mg/L時，Fe，Mn<0.05

8、SiO2(mg/L)：濃水測SiO2<100，二段式RO濃水側含量約為進水濃度4倍

9、LSI（朗格利爾飽和指數，CaCO3）：pH-pHs<0

10、Sr、Ba等易形成難溶鹽的離子：Ipb<0.8Ksp

11、有機物含量(TOC，mg/L)<3

12、化學需氧量(COD，mg/L)<10

13、生物需氧量(BOD，mg/L)<10

14、表面活性劑：未檢出

15、油汙：未檢出

備註：RO裝置進水水質要求會因為廠商，RO膜材質，套用場景等情況而存在細微差別，上述標準僅供參考，具體水質要求請咨詢廠家技術人員。

若如果上述指標某一項或幾項不達標時，會對RO器材 膜元件造成以下影響：

1、膠體汙染，懸浮物汙染，堵塞RO膜

2、有機物及微生物汙染，影響出水水質

3、金屬氧化物，難溶性鹽結垢，堵塞RO膜

4、氧化物質氧化，損壞RO膜

進而會對整個RO純凈水系統造成以下影響：

1、損壞RO膜，降低器材的使用壽命

2、降低RO系統的產水品質及產水量

3、增加RO器材執行的能耗，包括原水電耗

4、增加水處理的執行成本，包括RO阻垢劑，樹脂再生鹽，及其他水處理藥劑等

RO裝置預處理的作用

1、防止膜面結垢：包括CaCO3，CaSO4，SrSO4，CaF2，SiO2，鐵鋁氧化物等；

2、防止膠體物質及懸浮固體微粒汙堵；

3、防止有機物質及微生物的汙堵；

4、防止RO膜的水解氧化

5、保持RO裝置產水量穩定。

所以結合RO裝置進水水質要求，針對進水的不同超標參數，進行一定的預處理，以達到RO裝置穩定高效執行目的。

寫在前面，預處理工藝不是越多越好，在達到要求的情況下是越少越好。還有就是預處理工藝特別是加藥工藝，切忌過量投放，以免形成新的汙染源。

鑒於本文篇幅又比較長，理論推導枯燥乏味，所以先把結論放上來，有需要的可直接搬運。

備註：降低回收率本質上不屬於工藝，只能算是控制方式，在實際操作時往往作為過渡處理。

簡單回顧一下預處理的主要工藝及作用

換熱器：調節水溫

pH調節：加藥裝置的一種，調節pH

石英砂過濾器：截留，吸附泥沙，膠體，金屬 離子以及有機物，降低水的濁度。

活性炭過濾器：吸附電解質離子和進行離子交換吸附，可以去除水中的異色，廣譜吸附劑。

多介質過濾器：填充兩種以上過濾介質 ，可以有效的除去懸浮雜質使水澄清。

袋式過濾器：精密過濾器的一種，常選用5μm精度過濾，起保安過濾器作用。

PP熔噴濾芯過濾器：精密過濾器的一種，常選用5μm精度過濾，起保安過濾器作用。

盤式過濾器：高效過濾器，常選用50/100μm精度過濾，適合大流量器材。

超濾：中空纖維膜過濾技術，常選用0.01μm精度過濾，起保安過濾器作用，成本較高。

還原劑：加藥裝置的一種，余氯還原劑消除余氯。

絮凝劑：加藥裝置的一種，強化懸浮物，膠體的絮凝沈澱。

殺菌劑：加藥裝置的一種，減少微生物對系統的影響。

鐵錳過濾器：曝氣，氧化鐵錳離子，吸附，過濾去除鐵錳離子。

分散劑：加藥裝置的一種，矽分散劑可以弱化SiO2結垢。

阻垢劑：加藥裝置的一種，降低系統結垢風險。

軟水器：離子交換技術，對鈣鎂離子去除效果明顯。

脫氣塔（除碳器）：配合軟水器，對CO2去除有明顯效果。

氣浮：強化水體固液/液液分離，降低濁度及懸浮物指標。

RO裝置進水水質要求分項解析

1：水溫

RO器材的額定產水量是在假設進水溫度為25℃的情況下設定的，且此時RO膜擁有最佳的工作效率。在恒定給水壓力的情況下，進水水溫每下降1℃，單位產水量就會下降3%。所以維持一個良好的進水溫度對整個系統的穩定執行至關重要。

備註：實際設計生產過程中，一般按照RO膜額定產水量的80%設計系統，以減少溫度對系統產水量的影響。

工藝（配置）相關：板式換熱器（常用）/管式換熱器

什麽是板式換熱器？

板式換熱器：由一系列具有一定波紋形狀的金屬片疊裝而成的一種新型高效換熱器。各種板片之間形成薄矩形通道，透過板片進行熱量交換。板式換熱器是液-液、液-汽進行熱交換的理想器材。它具有換熱效率高、熱損失小、結構緊湊輕巧、占地面積小、安裝清洗方便、套用廣泛、使用壽命長等特點。在相同壓力損失情況下，其傳熱系數比列管式換熱器高3-5倍，占地面積為管式換熱器 的三分之一，熱回收率可高達90%以上。

水的溫度過高或過低，都會嚴重因影響RO膜產水量和除鹽率，而當水溫在25℃時，是RO膜執行的最佳狀態。透過板式換熱器使系統水溫維持在25℃左右，特別是在北方低溫環境是必要且高效的。

板式換熱器的局限：換熱器的執行需要熱源側提供高溫的液體或者蒸汽，如果采用電加熱往往得不償失， 所以換熱器一般只在冬季低溫寒冷的北方地區，或者火力發電廠，大型化工廠等有額外熱源的場景下使用，多用於大型工業用純水/中水回用，產業園集中用水等專案。南方地區及大部份小型器材，在冬季或室溫情況下，系統產水量影響有限，不必過於執著最佳水溫。

2：pH值

一般為 2～11，pH對膜效能本身的影響很小，但是水中許多離子本身的特性受 pH的影響巨大。由於同一離子，荷電程度高，膜的脫除率高，荷電程度低或不荷電，則膜的脫除率低，因此 pH對某些雜質的脫除率影響十分巨大。在具體的套用過程中，主要有以下幾方面影響

1、RO膜 在pH值7.5-7.8時脫鹽率最高

2、以碳酸鹽休系的平衡關系舉例，這個平衡隨著pH值的變化而移動，當pH值小於8時，水中的C032-和HCO3-開始部份轉化為CO2,當pH值小於4時，水中全部C032-和HCO3-都有轉化為CO2,RO膜元件對溶解在水中的CO2是不能脫除的，這些CO2透過膜元件到達產水側後會重新在水中轉化為HCO3-,使產水電導率升高，因此RO元件在低pH值條件下執行時表現出的脫鹽率不但是，也不能為了排除CO2的幹擾而不加限制地提高pH值，這是因為pH值的升高會降低碳酸鹽的溶解度，導致結垢。因此控制適當的pH值範圍才能確保RO的正常執行。這種碳酸鹽的平衡體系就會造成當一級RO裝置的產水（pH≈6）直接進入二級RO裝置時，脫鹽率降低，產水量降低。

關於碳酸鹽結垢的平衡體系，放在LSI參數目錄下詳細解析。

關於封閉水環境中CO2的幹擾，還會涉及到除碳器裝置的選擇。

工藝（配置）相關：pH調節（酸堿調節）加藥裝置

pH調節加藥裝置

透過向水中添加化學藥劑酸或者堿，使水溶液的酸堿度達到預期的值。pH調節劑可以分為兩類：酸性調節劑和堿性調節劑。

酸性調節劑能夠降低液體的pH值，通常是透過釋放氫離子或者形成酸性化合物來實作的。常見的酸性調節劑包括硫酸、鹽酸、醋酸、檸檬酸等。

堿性調節劑則能夠提高液體的pH值，通常是透過釋放氫氧根離子或者形成堿性化合物來實作的。常見的堿性調節劑包括氫氧化鈉、氫氧化鉀、碳酸氫鈉等。

3：淤泥密度指數SDI

什麽是SDI？

淤泥密度指數（Silt Density Index, 簡稱SDI）值，是水質指標 的重要參數之一。它代表了水中顆粒、膠體和其他能阻塞各種水凈化器材 的物體含量。在RO水處理過程中，SDI值是測定RO系統 進水的重要標誌之一；是檢驗預處理系統 出水是否達到RO進水要求的主要手段。它的大小對RO系統執行壽命至關重要。

SDI測定方法：（SDI是指15分鐘在0.45μm濾膜上過濾的泥沙重量，按照膜設計手冊，要求此值必須小於5）。用直徑為47mm、平均孔徑0.45µm的微孔濾膜，在0.21MPa的壓力下過濾水樣，記錄最初濾過500mL水樣所需時間t0，繼續過濾15min後，再記錄過濾500mL水樣所需時間t15。用下式計算SDI：

SDI=（1- t0/ t15） x 100/15

在上述測定過程中，水中粒徑大於0.45µm的顆粒、膠體和細菌大都被截留在膜面上，引起膜的透水速度下降，過濾同等體積的水樣所需時間延長，所以t0/ t15<1。水中的懸浮物和膠體物質越多， t0/ t15值越小，SDI 越大（其極限值為6.7）。

由於RO膜對膠體具有非常高的去除效果。從而使RO裝置中膜面的膠體濃度，沿水流方向不斷提高，當回收率75％時，裝置中最後一段（二段式或更高段）膜元件水中的膠體濃度大約是第一段的四倍。而當SDI值過高時，表示水中顆粒、膠體和其他能阻塞各種水凈化器材 的物體含量較高，更容易造成RO膜的堵塞，所以需要將SDI值降到一定程度。 按照膜使用手冊，大部份廠商要求進水SDI值小於5或者4，以保證自家RO膜的穩定執行，SDI值也是系統關鍵控制之一。

工藝（配置）相關：絮凝沈澱，機械過濾，精濾，超濾

絮凝沈澱 ：在水中投加混凝劑 後，其中懸浮物 的膠體及分散顆粒在分子力 的相互作用下生成絮狀體且在沈降過程中它們互相碰撞凝聚，其尺寸和質素不斷變大，沈速 不斷增加。相關工藝 絮凝劑加藥裝置。

機械過濾： 石英砂過濾器，活性炭過濾器，多介質過濾器

盤式過濾器 ：又稱疊片式過濾器，過濾精度5-200μm，多采用50/100μm過濾精度

精密過濾器： 袋式過濾器，PP熔噴濾芯過濾器， 多采用5μm過濾精度

超濾： 超濾裝置 ，過濾精度0.001-0.02μm（1-20nm），多采用0.01μm過濾精度

其中屬於機械過濾器的石英砂過濾器，活性炭過濾器和多介質過濾器主要以截留和吸附雙重作用去除水中顆粒，吸附膠體。

屬於精密過濾器範疇袋式過濾器，PP熔噴濾芯過濾器，盤式過濾器（疊片式過濾器）主要的過濾作用是截留。

袋式過濾器 ：袋式過濾器有以下幾類：單袋過濾器、多袋過濾器，搖臂袋式過濾器、高精度袋式過濾器等，過濾器過濾精度1-10μm範圍。作為預處理常選用5μm精度。

PP熔噴濾芯過濾器 ：PP濾芯也叫做PP熔噴濾芯 ，熔噴過濾芯由聚丙烯超細纖維熱熔纏結制成，纖維在空間隨機形成三維微孔結構，維孔孔徑沿濾液流向呈梯度分布，集表面、深層、精精過濾於一體，可截留不同粒徑的雜質。濾芯精度範圍0.5－100μm，作為預處理常選用5μm精度。

備註：還有一款常用的濾芯過濾器為 折疊式濾芯過濾器 ，常用在EDI裝置的保護和作為超純水的終端出水過濾。折疊式濾芯采用聚丙烯(Polypropylene)熱噴纖維膜，尼龍(Nylonb)聚四氟乙烯(PTEE)微孔濾膜 等為過濾介質制作成的精密過濾器件，具有體積小，過濾面積大，精度高等優點。過濾精度範圍可從0.1μm至60μm。 作為EDI裝置的保護和超純水終端出水過濾多采用0.45/1.0μm和0.1/0.22μm。

盤式（疊片式）過濾器 ：采用模組化設計，當過濾器正常工作時，水流流經疊片，利用片壁和凹槽來聚集及截取雜物。片槽的復合內截面提供了類似於在砂石過濾器 中產生的三維過濾。因而它的過濾效率很高。盤式過濾器的幾個優點

精確過濾：可根據用水要求選擇不同精度的過濾盤片，有5μm，20μm、55μm、100μm、 130μm、200μm、400μm等多種規格，過濾比大於85%。

徹底高效反洗：由於反洗時將過濾孔隙完全開啟，加上離心噴射作用，達到了其他過濾器無法達到的清洗效果。每個過濾單元反洗過程只需10到20秒即可完成。

全自動執行，連續出水：時間和壓差控制反洗啟動。在過濾器系統內，各個過濾單元和工作站間按順序進行反洗。工作、反洗狀態之間自動切換，可確保連續出水，系統壓損小，過濾和反洗效果不會因使用時間而變差。

模組化設計：使用者可按需取舍過濾單元並聯數量，靈活可變，互換性強。可靈活利用現場邊角空間，因地制宜安裝占地少。

超濾 ：超濾是采用中空纖維過濾新技術，超濾微孔小於0.02μm，能徹底濾除水中的細菌 、鐵銹、膠體等有害物質，可以保留水中原有的微量元素和礦物質。在純水製備中，超濾有相對於精密過濾更好的截留作用，但是成本更高。

備註：超濾膜在生活中多采用0.01μm過濾精度，其主要原因為對人體有害的細菌直徑都大於或等於0.02μm，而對人體有益的部份礦物質和微量元素的直徑都小於或等於0.01μm，因此超濾膜的過濾精度為0.01μm，可以去除水中的有害細菌，保留對我們人體有益的礦物質和微量元素。 工業生產過程中，往往精度的選擇更廣泛，根據專案的實際需要來選擇。

4：濁度(NTU)<1

什麽是濁度？

濁度，指溶液對光線透過時所產生的阻礙程度，它包括懸浮物對光的散射和溶質分子對光的吸收。水的濁度不僅與水中懸浮物質的含量有關，而且與它們的大小、形狀及折射系數 等有關。濁度對RO裝置最大影響是可能堵塞RO膜，RO膜一般濁度要求＜1NTU，部份型號RO膜濁度要求＜0.2NTU

濁度和SDI表述在一般人的認知中感覺非常想象，都是體現水質的汙濁程度，但是在科學上還是有很大區別的。

SDI和濁度有怎樣關聯？

淤泥密度指數SDI與濁度只是弱相關。通常濁度越高，SDI越高，但反過來不一定成立。濁度小於1NTU的水質，SDI也有可能大於5。在以地表水為水源的飲用水中經常出現這種情況。因此，在以市政自來水為水源的RO膜系統中，通常也會設定多介質過濾器。

工藝（配置）相關：絮凝沈澱，機械過濾，精濾，超濾

解析同上。

5：余氯含量(mg/L)<0.1

什麽是余氯？余氯對RO的影響是什麽？

余氯是指來自於原水或系統中微生物殺菌（氯化殺菌）消毒殘留，以余氯化物、氯訪、氯乙酸、三氯乙酸等形式存在的總稱。在水環境中進行著Cl2+pO=HCl+HClO、HClO=H+ +HCLO-的可逆反應。RO膜無法去除Cl2這種不帶電荷的小分子。當Cl2、ClO-的濃度遠超RO膜對余氯的長期耐受程度（≤0.1mg/L）時，造成RO膜的官能團功能缺失，降低RO膜的使用壽命，增加更換成本。余氯是造成RO膜材質水解氧化危害的元兇之一，另外一位是臭氧。前處理工藝中出於特定原因使用氧化劑的情況下，都要特別註意濃度的配比，過量使用會極大增加其他配置的工作量。

工藝（配置）相關：還原劑，活性炭吸附

余氯還原劑：又稱RO還原劑，常用的還原劑有亞硫酸氫鈉等，透過還原劑加藥裝置實作，還原劑加藥裝置一般放在保安過濾器之前，隨同級RO高壓泵一起運轉。亞硫酸氫鈉除余氯的工作原理為：

2NaHSO3 + 2HOCl—>pSO4 + 2HCl + Na2SO4

活性炭吸附：脫氯過程是吸附、催化和氯與炭反應的一個綜合過程。吸附與活性炭對水中有機物吸附相同，只是吸附質分子比有機物分子小。氯與炭反應，是指余氯在水中以次氯酸形式存在，它在炭表面進行化學反應，活性炭作為還原劑把次氯酸還原為氯離子：

C＋Cl2＋2pO—>4HCl+CO2

在酸性或中性條件下，余氯主要是以HOCI形式存在。HOCl遇到活性炭會氧化活性炭，在果殼活性炭表而生成氧化物(或CO、C02)，HOCl被還原成H+和Cl-。

6：固體顆粒物（φ，μm）：＜5

一定大小的固體顆粒物容易對RO裝置造成堵塞和磨損。需要透過 保安過濾器或者超濾裝置 物理攔截5μm以上的顆粒物或者膠體。

工藝（配置）相關：精濾，超濾

解析同上。

7：鐵，錳，鋁含量(mg/L)：溶氧>5mg/L時，Fe，Mn，Al<0.05

原水中溶解性的金屬鹽，在RO裝置中可能會產生沈澱而汙染膜。最常見的有氫氧化鐵、氫氧化鋁和氧化錳。鐵錳元素多來源於地下水或者深井水。

為了防止鐵的汙染，首先必須控制進水中鐵的濃度。去除鐵的方法有很多，可以選擇氧化--過濾法，即首先用次氯酸鈉氧化，隨後經雙層過濾器將其除掉；也可使用超濾進行濾除。軟化器也具有除鐵功能，但如果原水中鐵含量大於1mg/l，樹脂同樣受到鐵的汙染。

鋁對膜的汙染是由於氫氧化鋁沈澱而導致的，氫氧化鋁沈澱物通常以膠體形式存在，鋁離子是一種兩性離子（鋁能和酸或堿反應）並在6.5－6.7的pH範圍內具有最小的溶解度，如果鋁凝聚過程在太高或太低的pH值下進行，鋁離子將進入RO裝置中造成膜的汙染，因此對於采用鋁鹽為聚凝劑的預處理系統，其pH值最好控制在6.5－6.7，使鋁的溶解度達到最小，並且定期監測經預處理過的水中的鋁含量，控制在0.05mg／L以下。

工藝（配置）相關：絮凝沈澱，鐵錳過濾器

絮凝沈澱 ：透過加氯等氧化劑使Fe2+氧化成易被過濾的物質，由於鐵膠體氧化物非常微小，因此過濾之前需加混凝劑。典型的預處理為在多介質過濾器進水中投加混凝劑，集混凝—絮凝—過濾於一體，可有效去除已形成的鐵膠體氧化物。

鐵錳過濾器 ：透過曝氣裝置將水同氧氣充分地接觸而產生自然氧化；曝氣後的水透過除鐵除錳過濾器進行除鐵過程。如果水中的鐵大部份為三價鐵則不必曝氣 而直接進入鐵除錳過濾器進行脫除。

其主要工作原理為利用氧化方法將水中低價鐵離子和低價錳離子氧化成高價鐵離子和高價錳離子再經過吸咐過濾去除，達到降低水中鐵錳含量的目地。濾料采用精制石英砂 或錳砂。

當進水中鐵離子含量＜0.05ppm時，可采用 強酸陽離子樹脂吸附 。當鐵離子含量為0.05～2ppm時，可采用鐵錳過濾器過濾，鐵錳過濾器能夠將Fe2+氧化並同時進行過濾，可有效預防RO的鐵汙染。

8：SiO2(mg/L)：25℃時濃水測SiO2<100，二段式RO濃水側含量約為進水濃度4倍

SiO2對RO裝置的影響主要為兩方面，一方面為SiO2在濃水側過飽和狀態下的膠體矽沈積，另一方面是與鐵，鋁等元素發生反應，產生難溶性的金屬矽酸鹽。

膠體矽的沈積

常規的水源中SiO2的含量＜50mg/L,RO系統中對於SiO2的含量較為敏感，原因是由於 SiO2在飽和的狀態下能聚合為非常難溶性的膠體矽沈積於膜表面且難以清洗。SiO2在RO濃水端的濃度允許值取決於SiO2的溶度積，同時受水溫和pH影響很大。

SiO2的溶解度與水溫成正比，如25℃時溶解度為100mg/ L ,40℃時為160mg/L，而5℃時溶解度只有25mg/l。 因此，當預處理系統中無加熱器材時，在冬季要十分註意二氧化矽沈澱物對膜元件的汙染問題，嚴格控制濃水中的二氧化矽含量，其值不能超過在該溫度下的溶解度。

SiO2的溶解度與 pH的關系：

pH =7-8：SiO2 呈溶解態矽酸，其主要以離子狀態存在。

pH＜7：在酸性條件，SiO2溶解度遠低於堿性環境。

金屬矽酸鹽的結垢

鐵和鋁會與矽發生反應，形成難溶金屬矽酸鹽（矽酸鋁和矽酸鐵），而且所形成的金屬矽酸鹽會改變SiO2溶解度，從而進一步快速汙堵膜元件。

RO系統進水中允許鐵離子（Fe3+）和鋁離子（Al3+）的含量指標前提條件：水中含氧量<0.5mg/ L ,pH <6時，鐵離子、鋁離子＜0.05mg/L 。

鑒於上述原因，控制SiO2結垢的主要方式有以下幾種

1：降低RO系統回收率，減少濃水側的SiO2濃度

2：適當提高水溫

3：適當提高 pH

4：投加矽的分散劑

5：超濾攔截膠體

6：控制系統Fe，Al離子濃度

工藝（配置）相關：降低回收率，矽分散劑，超濾

矽分散劑的具體作用和原理放在藥劑附文中表述。

9：LSI（朗格利爾飽和指數，CaCO3）：pH-pHs<0

什麽是LSI?

LSI(Langelier Saturation index)是朗格利爾指數，衡量碳酸鈣 在水中的溶解傾向的指標，數值越高，越容易結垢，常用在RO系統設計中。LSI = pH–pHs（TDS ≤ 10,000 mg/L）衡量碳酸鈣在水中溶解程度的指標, 正值表示碳酸鈣傾向沈澱, 負值表示傾向溶解.對RO系統而言LSI值要求不大於0。系統的 LSI 值可用加酸來降低，也可減少系統水回收率來降低。

碳酸鹽溶解在水中達到飽和狀態時，存在著下列動平衡關系

1. Ca(HCO3)2=====Ca2++ 2HCO3-
2. HCO3-=====H++ CO32-
3. CaCO3=====Ca2++ CO32-

從反應式 2和 3 可以看出，如往水中加堿，則 H被中和，水的 pH 值升高，反應式 2 向右方進行，反應式3 向左方進行，碳酸鈣易析出。如果碳酸鈣在水中呈飽和狀態，則反應式 1.式2和式3 處於平衡態，重碳酸鈣既不分解成碳酸，碳酸也不會繼續溶解。此時水的pH 值稱為該水的飽和 pH 值，以 pHs 表示之。

朗格利爾推匯出了計算 pHS 的公式，並以水的實際pH與其pHs的差值來判斷水垢的析出。此差值稱為飽和指數，以L.S.I.表示。

LSI = pH – pHs

LSI＜0：不會結垢，已經結垢的碳酸鈣將被溶解，腐蝕傾向增強。

LSI＞0：結垢，碳酸鈣沈積結晶可能發生。

LSI=0：結垢的臨界點。

註：LSI僅僅表示存在結垢傾向，並不表明實際上結垢一定會發生。

可利用下表和公式即可計算出 pHs（飽和pH）值 pHS= (9.70+A+B)-(C+D)式中

A、總溶解固體系數:總溶解固體(mg/L TDS)

B、溫度系數:水溫度(°C)

C、硬度系數:碳酸鈣硬度(mg/L CaCO3計)

D、M-堿度系數:堿度 (mg/L CaCO3計)

Ca離子濃度, TDS和堿度越高，結垢的傾向越強。 溫度越高，結垢的傾向越高。

LSI 指數如何能得到有效的控制?

要能有效地控制系統的 LSI 指數可透過以下幾個方面：

1 可透過降低系統水回收率來降低系統 LSI 指數。

2 可透過投加酸來降低系統 LSI 指數。

3 可透過投加相應的藥劑來增加系統中溶解鹽的溶解度，如阻垢劑。

4 可透過降低或預除去水中容易結構的離子，如透過軟化器軟化系統進水。

工藝（配置）相關：阻垢劑，軟化器，脫氣塔，pH調節，降低回收率

阻垢劑的具體作用和原理放在藥劑附文中表述。一般而言，加入適量阻垢劑的情況下，系統中難溶鹽溶解度的閾值可以相應增大，硫酸鈣提高到230%，硫化銫提高到800%，硫酸鋇提高到6000%，碳酸鈣對應的LSI數值可以提高到1.8，對二氧化矽的作用幾乎沒有（可以使用對應的矽分散劑）。

軟化器 ：透過陽離子交換樹脂，替換掉進水中的鈣鎂離子，用來降低或基本消除水中硬度的裝置，其出水殘留硬度（鈣鎂離子）可降至0.03mmol/L。需要配合軟化樹脂再生鹽箱裝置。

脫氣塔（除碳器） ：是透過風機 的風力來吹脫水中遊離CO2的器材。脫氣塔在純水中是為了除去二氧化碳氣體而設的，以免對後續RO膜造成傷害。正常情況下，經除碳器後，水中的殘留二氧化碳，可不超過5mg/L。一般設定在陽離子交換器 （軟化器）或反滲透裝置 之後。

10：Sr、Ba等易形成難溶鹽的離子：IPb<0.8 Ksp

Ksp:溶度積，是指沈澱的溶解平衡常數，用Ksp表示。溶度積的大小反映了難溶電解質的溶解能力。溶度積常數僅適用於難溶電解質的飽和溶液，對易溶的電解質不適用。

在一定溫度下，難溶電解質晶體與溶解在溶液中的離子之間存在沈澱溶解和生成的平衡，稱為沈澱溶解平衡。將難溶電解質AgCI放入水中，固體表面的一部份Ag+和Cl-在水分子的不斷作用下脫離AgCl固體，與水分子締合成水合離子進入溶液，此過程稱作沈澱的溶解；與此同時，溶液中的水合Ag+和Cl-不斷運動，其中一部份受到AgCl固體的表面帶相反電荷的離子吸引，又會重新結合成固體AgCI，此過程稱作沈澱的生成。難溶電解質的溶解和生成是可逆過程。一段時間後，當難溶電解質溶解的速率和生成的速率相等，溶液中各離子的濃度不再發生變化，難溶電解質固體和溶液中水合離子間的沈澱溶解平衡由此建立：

當溶液中相關離子濃度增加，難溶物將沈澱出來；反之難溶物溶解，這是同離子效應。如果溶液中有其它離子，形成的離子氛有效阻止離子結合為沈澱，是鹽效應。離子強度影響到活度系數f，也就影響到活度a，Ksp=a(Ag+)a(Cl-)，溫度恒定時，Ksp為常數。Ksp=a(Ag+)a(Cl-)=c(Ag+)c(Cl-)f(Ag+)f(Cl-)，離子強度μ改變， f(Ag+)、f(Cl-)改變，所以溶解度c(Ag+)改變。

常見難溶鹽的溶度積

註:矽隨pH而改變其化學結構。其溶度積與其結構及溫度有關。如果矽存在於RO濃水中的量超過20mg/L，其結垢傾向應作估算。

離子強度對溶解度的影響

離子強度 是溶液 中離子 濃度 的量度，是溶液中所有離子濃度的函數。離子化合物 溶於水中時，會解離成離子，水溶液中電解質 的濃度會影響到其他鹽類 的溶解度 ，而影響的強弱程度就稱為離子強度。

我們以自來水中鈉離子和鈣離子的限值上限計算RO系統濃水側的離子強度

鈉離子：200mg/L，也就是200/23/1000=8.7*10-3mol/L,對應的氯離子濃度也為8.7*10-3mol/L

鈣離子：30mg/L，也就是30/40/1000=0.75*10-3mol/L，對應的碳酸氫根濃度為1.5*10-3mol/L

備註：自來水中溶解鈣主要以碳酸氫鈣形式存在。

分別計算鈉離子，氯離子，鈣離子，碳酸氫根離子的離子強度，二段式濃水側的離子濃度接近進水濃度的4倍。

根據離子強度公式

鈉離子離子強度：4*8.7*10-3*1=17.4*10-3

氯離子離子強度：4*8.7*10-3*1=17.4*10-3

鈣離子離子強度：4*0.75*10-3*4=12*10-3

氯碳酸氫根離子離子強度：4*1.5*10-3*1=6*10-3

綜合離子強度=1/2（17.4+17.4+12+6）*10-3=0.0264，開方=0.1625

根據離子強度和活度系數關系式

鈉離子活度系數：lgf=-0.509*（0.1625/1.1625），f=0.85

鈉離子沒有難溶性鹽，所以沒有對應Ksp，參考同樣的計算方式

氯離子活度系數：f=0.85

鈣離子活度系數：lgf=-0.509*4*（0.1625/1.1625），f=0.52

硫酸根離子活度系數：lgf=-0.509*4*（0.1625/1.1625），f=0.52

高價離子在水溶液中受到離子強度的影響明顯高於低價離子，透過Ksp公式，在恒溫25℃的情況下，因為濃水側鹽效應，溶液中離子的活度會受到活度系數的印象而提高實際濃度的可溶解閾值。在恒溫狀態，Ksp和有效離子濃度a保持不變，而因為活度系數f的改變，實際離子濃度的閾值（溶解度S的閾值）得到了提高。

以上述條件狀態，Ca2+的實際溶解度閾值提高到了1/0.52=1.92倍。考慮到高離子濃度進水對系統其他方面的諸多弊端，離子強度對溶解度閾值提高的幫助並不能功大於過，相反我們還是要盡量減少進水的離子濃度，特別是易結垢物質的離子濃度。我們多次提到二段式濃水側的離子濃度接近進水濃度的4倍，所以易結垢物質的結垢風險是很大。

我們以CaSO4舉例，計算其阻垢傾向。KspCaSO4=a(Ca2+)a(SO42-)。備註：碳酸鈣的溶解一般單獨參考LSI指數。

1、計算濃水中Ca2+、SO42-濃度（mol/L）

[Ca2+]b=CF*[Ba2+]f

[SO42-]b=CF*[SO42-]f

[Ca2+]b，[SO42-]b------濃水中Ca2+，SO42-濃度，下標b為濃水

[Ca2+]f，[SO42-]f------給水中Ca2+，SO42-濃度，下標f為給水（進水）

CF-----RO裝置的濃縮系數，二段式CF約等於3.96

2、計算離子乘積

IPb=[Ca2+]b*[SO42-]b

3、比較特定溫度下的Ksp和IPb

IPb>Ksp，沈澱從溶液中析出。

IPb=Ksp，溶液為飽和溶液，並與沈澱之間建立了多相離子平衡。

Ipb<Ksp，溶液為不飽和溶液，無沈澱析出;若有沈澱存在，則沈澱將溶解。

這就是溶度積規則，用來判斷沈澱的生成和溶解。

為慎重起見，為防止難溶鹽在RO膜上結垢，一般要求IPb<0.8Ksp

工藝（配置）相關：阻垢劑，降低回收率

11、有機物含量(TOC，mg/L)<3

12、化學需氧量(COD，mg/L)<10

13、生物需氧量(BOD，mg/L)<10

幾個常見名詞TOD,TOC,COD,BOD之間的關系

TOD（Total Organic Carbon）、TOC（Total Organic Carbon）、COD（Chemical Oxygen Demand）和BOD（Biochemical Oxygen Demand）是水質分析中常用的參數，用於評估水體中有機汙染物的含量和汙染程度。

TOD（總有機物）：指水樣中所有有機物的總量，以碳的形式表示。

TOC（總有機碳）：指水樣中所有有機碳的總量。TOC是透過測量樣品中的碳含量來確定的，它可以作為評估水體有機汙染的指標。

COD（化學需氧量）：指在化學氧化條件下，水樣中有機物被氧化消耗的總量。COD測試用於測量水樣中可被氧化的有機物的含量，是評估水體有機汙染的重要指標之一。

BOD（生化需氧量）：指在生物降解條件下，水中有機物被微生物降解所需的氧氣量。BOD測試主要用於評估水體中有機物的生物降解力，是評價水體自凈能力和汙染程度的重要指標之一。

這些參數之間有以下關系：

TOD是對水中所有有機物的總量進行測量，包括有機碳和其他有機物質。

TOC是指水中所有有機碳的總量，是TOD中的一個組成部份。

COD是透過氧化反應測量水樣中有機物的總含量，包括有機碳和其他有機物質，與TOC之間沒有簡單的線性關系。

BOD是透過微生物降解有機物來測量水樣中有機物的含量，BOD值一般小於COD值，因為不是所有有機物質都能夠被微生物完全降解。

綜上所述，TOD表示水中所有有機物的總量，TOC表示水中所有有機碳的總量，COD表示水中有機物的化學氧化需求量，BOD表示水中有機物的生物降解需氧量。它們在水質分析和評估中有不同的套用和意義。

在RO裝置的進水水質要求方面，TOC,COD，BOD的指標更多的是防止有機汙染物對RO裝置潛在風險的規避。

水中有機物對RO裝置的影響到底是什麽？

水中的有機物RO膜的影響最為復雜,一些有機物對膜的影響不大,而另一些則可能造成膜的有機汙染,對於地表水應盡量在凝聚澄清過程中去除有機物,還可以采用活性碳過濾進一步降低有機物含量。

有機物汙染的來源：

1.自然水源中存在有機物：自然水源如河流、湖泊等可能含有腐殖酸、蛋白質等有機物，這些有機物能夠透過進水進入RO膜系統。

2.工業廢水：工業廢水中含有各種有機物，例如石油類、溶劑、化學藥品等，這些有機物可能難以被完全去除，進而影響RO膜。

3.農業汙染：農業活動中使用的農藥、化肥等有機物也可能進入水源，成為有機物汙染的源頭。

有機物汙染的影響：

1.膜表面汙染：有機物在RO膜表面沈積，形成薄膜層，導致膜通量下降，影響膜的效能。

2.膜孔堵塞：有機物的聚集可能堵塞RO膜的微孔，減少產水通量，增加能耗。

3.膜壽命縮短：有機物的附著可能導致RO膜的老化，縮短膜的使用壽命。

4.產水質素下降：有機物可能包含有害物質，影響產水的品質。

有機物汙染的原因：

1.膜孔徑太大：如果RO膜的孔徑較大，有機物可能直接透過膜，導致有機物汙染。

2.不適當的預處理：進水中的有機物如果沒有經過足夠的預處理，可能無法被有效去除，進而汙染RO膜。

3.操作不當：如果RO膜的操作參數不合適，如進水壓力過高、回收率過高等，可能會導致有機物在膜表面積聚。

4.膜的老化：RO膜使用時間長了，膜的表面容易產生微小裂縫，這些裂縫可能成為有機物附著的場所。

預防有機物汙染的措施：

1.進水預處理：使用顆粒過濾器、活性炭吸附器等進行預處理，有效去除進水中的有機物。

2.適當的操作參數：控制RO膜的操作參數，避免出現過高的進水壓力、回收率等。

3.定期清洗：定期進行化學清洗和物理沖洗，減少膜表面的汙染物積累。

4.嚴格監控水質：對進水和產水進行定期監測，一旦發現有機物汙染，及時采取措施。

工藝（配置）相關：機械過濾，活性炭吸附，樹脂吸附

14、表面活性劑：未檢出

表面活性劑的存在會導致RO膜表面產生膠體、微生物和有機物等汙染物，這些汙染物會附著在膜表面上，形成膜汙染層，影響膜的通量和分離效能。

工藝（配置）相關：氣浮，絮凝沈澱，吸附

15、油汙：未檢出

油類物質的存在會對RO膜造成以下危害：

1.孔隙堵塞

油類物質可以堵塞RO膜的微小孔隙，從而降低膜的濃縮效率和水的產量。

2.膜表面沈積

油類物質可以沈積在RO膜表面，影響膜的分離效果和凈化效率。

3.膜破裂

油類物質沈積在RO膜表面後，會影響膜的物理性質和機械強度，導致膜破裂。

為了防止油對RO膜造成的危害，我們可以采取以下措施：

1.設立過濾器

在RO膜前設立過濾器，能夠有效地將油類物質和顆粒物去除，保護RO膜。

2.加強清洗

定期對RO膜進行清洗和殺菌，可以有效地避免油類物質的沈著和汙染。

3.最佳化水源

選擇合適的水源和采取合適的預處理措施，可以避免油對RO膜的危害，保證膜的正常工作。

工藝（配置）相關：氣浮，絮凝沈澱，吸附

附文：藥劑的使用

在水處理專案中為了系統的穩定執行，往往需要在各個階段添加一些藥劑，包括但不限於以下藥劑： pH調節（酸/堿）、殺菌劑（氧化劑/滅藻劑）、絮凝劑、還原劑、阻垢劑（分散劑） 等

1、pH調節

主要套用於二級RO裝置前，在二級RO進水中註入堿液用來提高pH。有以下作用

1：RO膜 在pH值7.5-7.8時脫鹽率最高。當一級RO裝置的產水（pH≈6）直接進入二級RO裝置時，脫鹽率降低，產水量降低。所以需要二級RO進水之前調節pH到弱堿性。

2：提高pH一定程度增加TOC成分的去除。

3：提高pH增加二氧化矽的溶解度和脫除率。

2、殺菌劑（氧化劑/滅藻劑）

殺菌劑一般分為氧化性和非氧化性兩種，使用方式和作用機理也不同。

A：氧化性殺菌劑

氧化性殺菌是具有強烈氧化性的殺生劑，通常是一種強氧化劑，對水中的微生物的殺生作用強烈。氧化性殺生劑對水中其它的還原性物質都能起到氧化作用，當水中存在有機物、硫化氫、亞鐵離子時，會消耗掉一部份氧化性殺生劑，降低它們的殺生效果。

水系統中常用的氧化性殺生劑為含氯化合物、過氧化物、含溴化合物等具有氧化效能的化合物。這些化合物普遍具有殺菌滅藻速度快、殺生效果的廣譜性高、處理費用低、對環境汙染相對影響較小、微生物不易產生抗藥性的優點。不足之處是受到水中的有機物和具有還原性物質的影響較大，藥劑時間短，受水中的PH值影響也較大，同時，分散滲透和剝離效果差等。

鹵族元素氯、溴和碘都是效能良好的氧化性殺菌劑。氯來源廣，價格低廉，使用方便，殺菌效果良好，可以和許多水質處理藥劑一起使用而互不幹擾或幹擾很小，對環境汙染小，廣泛地用作工業和民用用水的微生物的殺菌劑。

氯的殺菌作用是氯在水中生成分子狀態的次氯酸，次氯酸分子能穿透微生物的細胞膜與蛋白質生成穩定的N-CL鍵，使呼吸作用所必需的還原酶減弱或失去活性，較高濃度時會破壞細胞壁。添加到水中的氯以次氯酸的形式存在的比例越高，殺菌效果越好。

氧化性殺菌劑的投加點應在系統進水處，連續投加，加藥量需加以控制，在膜系統中使用氧化性殺菌劑需要在進入RO前進行還原處理，防止RO膜氧化失效。

B:非氧化性殺菌劑

非氧化性殺菌劑根據其種類不同，殺菌機理也有所不同，但均是以致毒劑的方式作用於微生物某一特殊部位，從而破壞微生物的細胞或者生命部位達到殺菌目的。因而，它不受水中還原物質的影響。非氧化性殺菌滅藻劑的殺生作用有一定的永續性，對沈積物或黏泥有滲透、剝離作用，受硫化氫、氨等還原物質的影響較小，受水中PH值影響較小。

非氧化性殺菌劑加藥方式多樣，可進行連續線上投加，也可進行線上沖擊投加或系統清洗時使用。

3、絮凝劑

絮凝劑按照其化學成分 總體可分為無機絮凝劑 和有機絮凝劑 兩類。其中無機絮凝劑又包括無機凝聚劑和無機高分子絮凝劑 ；有機絮凝劑又包括合成有機高分子絮凝劑 、天然有機高分子絮凝劑和微生物絮凝劑 。

A:無機絮凝劑

主要分為兩大類別：鐵制劑系列和鋁制劑系列，當然也包括其叢生的高聚物系列。

無機絮凝劑包括硫酸鋁 、氯化鋁 、硫酸鐵 、氯化鐵 等，其中硫酸鋁最早是由美國開發的，並一直沿用至今的一種重要的無機絮凝劑。常用的鋁鹽有硫酸鋁AL2(SO4)3.18pO和明礬AL2(SO4)3.K2SO4.24pO，另一類是鐵鹽有三氯化鐵 水合物FeCL3.6pO.硫酸亞鐵 水合物FeSO4.7pO和硫酸鐵。

簡單的無機聚合物 絮凝劑，這類無機聚合物絮凝劑主要是鋁鹽和鐵鹽的聚合物。如聚合氯化鋁 (PAC)、聚合硫酸鋁 (PAS)、聚合氯化鐵 (PFC)以及聚合硫酸鐵 (PFS)等。無機聚合物絮凝劑之所以比其它無機絮凝劑效果好，其根本原因在於它能提供大量的絡合離子，且能夠強烈吸附膠體微粒，透過吸附、橋架、交聯作用，從而使膠體凝聚。同時還發生物理化學變化，中和膠體微粒及懸浮物表面的電荷，降低了δ電位，使膠體微粒由原來的相斥變為相吸，破壞了膠團穩定性，使膠體微粒相互碰撞，從而形成絮狀混凝沈澱，沈澱的表面積可達（200～1000）m2/g，極具吸附能力。

B:改性的單陽離子無機絮凝劑

除常用的聚鋁、聚鐵外，還有聚活性矽膠及其改性品，如聚矽鋁(鐵)、聚磷鋁(鐵)。改性的目的是引入某些高電荷離子以提高電荷的中和能力，引入羥基、磷酸根 等以增加配位絡合能力，從而改變絮凝效果，其可能的原因是：某些陰離子或陽離子可以改變聚合物的形態結構及分布，或者是兩種以上聚合物之間具有協同增效作用。

C:有機高分子絮凝劑

無機絮凝劑的優點是比較經濟、用法簡單;但用量大、絮凝效果低，而且存在成本高、腐蝕性強的缺點。有機高分子絮凝劑是20世紀60年代後期才發展起來的一類新型廢水處理劑。與傳統絮凝劑相比，它能成倍的提高效能，且價格較低，因而有逐步成為主流藥劑的趨勢。加上產品質素穩定，有機聚合類絮凝劑的生產已占絮凝劑總產量30%～60%。

D:聚丙烯醯胺(PAM)

在國內水處理中使用最廣泛的絮凝劑，是合成的聚丙烯醯胺系列 產品，主要分為陰離子型，陽離子型，非離子型和兩性離子型。聚丙烯醯胺(polyacrylamide)，常簡寫為PAM(過去亦有簡寫為PHP）水處理使用的各種PAM，實質上是用一定比例的丙烯醯胺 和丙烯酸鈉 經過共聚反應生成的高分子產物，有一系列的產品。

聚丙烯醯胺按分子量的大小可分為超高相對分子量聚丙烯醯胺、高相對分子量聚丙烯醯胺、中相對分子量聚丙烯醯胺和低相對分子量聚丙烯醯胺。超高相對分子量聚丙烯醯胺主要用於油田的三次采油，高相對分子量聚丙烯醯胺主要用做絮凝劑，中相對分子量聚丙烯醯胺主要用做紙張的幹強劑 ，低相對分子量聚丙烯醯胺主要用做分散劑 。

丙烯醯胺的分子式為：Cp=CH－CONp

丙烯酸鈉的分子式為：Cp=CH－COONa

E:復合絮凝劑

有機無機復合絮凝劑以品種多樣和效能多元化占主導地位。作用機理主要與協同作用相關。無機高分子成分吸附雜質和懸浮微粒，使形成顆粒並逐漸增大；而有機高分子成分透過自身的橋聯作用，利用吸附在有機高分子上的活性基團產生網捕作用，網捕其它雜質顆粒一同下沈。同時，無機鹽的存在使汙染物表面電荷中和，促進有機高分子的絮凝作用，大大提高絮凝效果。

F:微生物絮凝劑

微生物絮凝劑主要包括利用微生物細胞壁萃取物的絮凝劑，利用微生物細胞壁代謝產物的絮凝劑、直接利用微生物細胞的絮凝劑和複制技術所獲得的絮凝劑。微生物產生的絮凝劑物質為糖蛋白、粘多糖、蛋白質、纖維素、DNA等高分子化合物 ，相對分子質素在105以上。

微生物絮凝劑是一類由微生物產生的具有絮凝功能的高分子有機物。主要有糖蛋白、粘多糖、纖維素和核酸等。從其來源看，也屬於天然有機高分子絮凝劑，因此它具有天然有機高分子絮凝劑的一切優點。

4、還原劑（余氯還原劑）

RO裝置進水中的遊離氯要降到0.1/0.05ppm以下，才能達到聚醯胺復合膜(非復合膜對余氯的敏感程度更甚）的要求。

除氯的預處理方法為使用還原性藥劑如亞硫酸鈉（SBS)。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。設計時考慮到水系統的安全系數，設定SBS的添加量為每1.0ppm氯1.8－3.0ppm。亞硫酸氫鈉除余氯的工作原理為：

2NaHSO3 + 2HOCl—>pSO4 + 2HCl + Na2SO4

SBS脫氯的缺點是需要人工混合藥劑，在脫氯系統沒有設計足夠的監測控制儀器時，不易控制加藥量，如果劑量不足，有膜氧化的風險，如果過量，在進水中會存在硫還原菌（SBR），亞硫酸會成為細菌營養幫助細菌的繁殖增加RO微生物汙染的風險。脫氯過程的監測可采用余氯監測儀，用以監測殘余亞硫酸根的濃度，還可以采用ORP監測儀。

5、阻垢劑（分散劑）

阻垢劑是一系列用於阻止結晶礦物鹽的沈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。

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。

阻垢劑的另一種作用是分散，用來阻止膜面上汙染物的聚集和沈積。

需要分散作用處理的汙染物有：礦物質結垢，金屬氧化物和氫氧化物（鐵、錳和鋁），聚合矽酸，膠體物質（指那些無定型懸浮顆粒，可能含有土、鐵、鋁、矽、硫和有機物），生物性汙染物

阻垢劑/分散劑註入系統的設計應該保證在進入RO元件之前得到充分混合。 大多數系統的加藥點設在RO進水保安過濾器之前 ，透過在過濾器中的緩沖時間及RO高壓泵的攪拌作用來促進混合。 如果系統采用加酸調節pH，推薦加酸點要在上遊足夠遠的地方，在到達阻垢劑/分散劑註入點之前已經完全混合均勻。

阻垢劑/分散劑的加藥泵要調到較高的執行頻率，建議的頻率是最少5秒鐘一次。阻垢劑/分散劑的典型添加量為2－6ppm。可以根據現場實際情況，對藥劑進行稀釋。稀釋了的阻垢劑/分散劑在儲槽中會被生物汙染，所以稀釋液的保留時間應在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汙染。

阻垢劑分類

阻垢劑可按照多種方法進行分類

根據使用效能，阻垢劑可分為普通阻垢劑和高效阻垢劑。

普通陽垢劑用於濃縮倍率低一些的套用合，而高效陽垢劑則用於濃縮倍率高的套用場合，比如RO/NF系統，濃縮倍率常常達到4倍甚至更高，濃縮後的水極不穩定，有很強的結壇傾向。因此，膜系統一般推薦使用高效阻垢劑，在膜系統中使用普通阻垢劑經實踐證明很不安全

高效阻垢劑根據pH值的不同，又可分為酸性和堿性阻垢劑。

無論是酸性還是堿性，其阻垢效率的高低，取決於阻垢劑本體對水中結垢離子有效的教合增溶作用、晶格變作用以及吸附與分散作用。阻垢劑溶液呈酸性或減性，是本體在水溶液中以有機酸或其納鹽形式表現的結果。它的酸堿性並不決定其陽垢效能的好壞。至於堿性阻垢劑能改變給水的pH值，將給水的LSI值提高，造成CaCO3結垢的說法，有誇大之虞。這是因為RO系統的投加量非常小，一般控制值為2-3mg/L （以標準液計），而水中含有大量HCO3-物質，實屬典型的緩沖溶液，如此小的劑量不可能明顯改變原水的pH值，不足為慮。而某些堿性阻垢劑成分更穩定，阻垢效能更好。

阻垢原理

無機垢的形成過程可分為下面3個步驟：

1、形成過飽和溶液；

2、生成晶核；

3、晶核成長，形成晶體；

這3個步驟中有一個遭到破壞，結垢過程即被減緩或抑制。阻垢劑的作用就是有效阻止這些步驟中的一個或幾個，以達到阻垢目的。阻垢劑千擾晶體生長的機理有如下幾種說法

1.鰲合增溶作用

整合增溶作用是指阻垢劑與水中Ca2+、Mg2+、S2+、Ba2+等高價金屬離子絡合成穩定的水溶性整合物，使水中遊離態鈣、鎂離子的濃度相應降低，這樣就好像使CaCO3等物質的溶解度增大了，本來會析出溶液的CaC03等物質實際上沒有形成沈澱

所謂聞限效應陽垢是指只需向溶液中加入少量的阻垢劑，就能穩定溶液中大量的結垢離子，它們之間不存在嚴格的化學計量關系，當陽垢劑的量增至過大時，其穩定阻垢作用並無明顯改進。

2.晶格畸變作用

晶體正常形成的過程是微粒子（離子、原子或分子）根據特定的晶格方式進行十分有規則的排列，從而形成外形規則、熔點固定、致密堅固的物質結構。所謂最畸變是指在最體生長的過程中，常常會由於晶體外界的一些原因，而使得晶體存在空位、錯位等缺陷或形成鏡嵌構造等畸變，其結果使同一晶體的各個晶面發育不等。晶體中這種局部組分的差異會導致晶體內部的應力，晶體本身與鑲嵌物質脫脹系數的不同也會導致應力。這些應力使晶體不穩定。當環境發生某些變化時，大晶體便會碎裂成小晶體。

阻垢劑分子由於吸附在位於晶體活性生長點的晶格點陣上，使晶體不能按照晶格排列正常生長，使晶體發生畸變，使晶體的內部應力增大導致晶體破裂，從而防止微晶沈積成垢，達到阻垢目的。

3.吸附與分散作用

阻垢分散劑屬於陰離子有機化合物，可因物理化學吸附作用而吸附於膠體顆粒及微晶粒子上，在顆粒表面形成新的雙電層，改變顆粒表面原來的電荷狀況。於是，因同性電荷相排斥而使它們穩定地分散在水體中。