反渗透系统的设计和运行控制
1.高压泵后设置手动调节阀和电动慢开阀的意义：
膜元件的设计产水量应小于标准产水量。如果以标准产水量作为设计产水量，反渗透膜元件将很快被污染，对膜元件造成损坏。膜元件生产厂家提供的设计导则建议根据不同的进水水源选择不同的设计产水量，并选择能保证3年后设计产水量的给水泵，即设计压力较高的给水泵，但系统投运初期无需高压即可达到设计产水量，因此初期运行时给水泵压力充足，压力丰度随时间逐渐降低，因此在高压泵后应设置一个手动调节阀来调节给水压力。在某些情况下，给水泵可以设置变频调节装置，此时可以通过变频调节给水压力。高压泵后面的手动调节阀一般设定后不需要经常调整，基本保持一段时间的恒定位置，不需要每次系统启动时都打开或关闭阀门。如果高压泵后面没有其他阀门，此时每次系统启动，高压泵的高压水源都会直接冲击膜元件，特别是当系统中有空气时，会出现“水锤”，容易造成膜元件破裂。为了防止上述现象，高压泵后面应设置一个电动慢开阀。高压泵启动后，电动慢开阀应缓慢加载系统反渗透膜上的压力。电动慢开阀应全开全关，全开全关时间可调节45~60s。因此，电动缓开阀应从反渗透膜元件的安全性角度来设置。
2.自动冲洗功能
进水进入反渗透系统后分为两路，一路渗透到反渗透膜表面成为产水，另一路沿反渗透膜表面平行移动逐渐浓缩。这些浓缩水流含有大量的盐，甚至有机物、胶体、微生物、细菌和病毒等。反渗透系统正常运行时，给水/浓水以一定的流速沿反渗透膜表面流动，使这些污染物难以沉积。但是，如果反渗透系统停止运行，这些污染物会立即沉积在膜表面，对膜元件造成污染。因此，反渗透系统应设置自动冲洗系统，停止用清洁水源冲洗膜元件表面，以防止这些污染物的沉积。
3.启动时，系统无压力冲洗
对于采用添加和停止保护剂的系统，应将这些保护剂排出，然后通过无压冲洗清洗干净，最后启动系统。对于不采用保护剂添加和停止的系统，此时系统一般充满水，但水可能已经在系统中储存了一定的时间。此时，开机前最好用无压冲洗的方法排水。有时，系统中的水没有处于满的状态，所以必须通过无压冲洗来排出空气。如果不排空空气，很容易出现“水锤”现象，膜元件会损坏。
4.初始运行数据记录
在运行过程中，由于压力、温度、系统回收率、给水浓度等系统运行条件的变化会引起产品水流量和水质的变化，为了有效地评价系统性能，需要比较相同条件下的产品水流量和水质数据，因为不可能总是在相同条件下获得这些数据，所以需要根据恒定的运行条件对实际运行条件下的反渗透性能数据进行“标准化”，从而评价反渗透膜的性能。标准化的参考点是初次调试时(稳定运行或24h后)的运行数据，或反渗透膜元件生产厂家的标准参数。标准化包括产品水流的“标准化”和盐渗透性的“标准化”。
5.预处理PH值偏高，系统整体脱盐率过低
酸碱度是水的酸碱度的量度。酸碱度的变化会影响水中各种离子的平衡，特别是碳酸体系中离子的平衡，还会影响氢离子和氢氧根离子的含量。反渗透膜的脱盐率不同，其脱盐率会受到pH值的明显干扰。只有pH值在6-8之间脱盐率最高，pH值过高或过低都会大大降低。
6.膜元件制水管破裂
用户在安装过程中使用了不合适的润滑剂，与高分子材料制成的膜元件中心管发生反应，导致膜元件中心管因安装过程中的应力而断裂。根据膜元件制造商的建议，石油润滑剂(如化学溶剂、凡士林、润滑油和润滑脂等。)不允许随时用于润滑O型密封圈、连接管、接头密封和浓水密封，只允许使用硅橡胶、水或甘油作为润滑剂。
7.膜元件玻璃钢外壳损坏
在安装过程中，没有按照制造商的要求在膜元件和压力容器之间的连接处安装相应的垫圈。同时，系统反渗透入口没有安装电动慢门。系统启动时，没有进行低压冲洗和排气，导致高压给水瞬间加载在膜元件上，产生“水锤”现象。同时，系统启动时，没有进行低压冲洗和排气，残余空气不能在压力容器出口端排出和压缩。因此，当系统停止时，膜元件关闭。
8、反渗透系统的设计原则
反渗透系统设计前必须提供完整准确的原水分析报告，水质分析报告包括水质 类型和主要成分指标，所需指标包括溶解离子、硅、胶体、有机物(TOC)。
（1）典型溶解阴离子
碳酸氢根(HC03-)，碳酸根(CO32-)，氢氧根(OH-)，硫酸根( SO42-)，氯离子 (CL-),氟离子(F-)，硝酸根离子(NO3-), 硫离子(S2-)，磷酸根(P044-)
（2） 典型溶解阳离子
钙离子(Ca2+)，镁离子(Mg2+），钠离子(Na+)，钾离子(K+），铁离子 (Fe2+或 Fe3+），锰离子(Mn2+）， 铝离子（Al3+)， 钡离子(Ba2+），铜 离子 (Cu2+)和 锌离子(Zn2+).
（3）反渗透系统中经常遇到的难溶盐是 CaS04、CaC03和硅 。
其他不常遇到的结构有CaF2、BaS04 和SrS04, 其他导致问题的下面会讲到。硫酸盐在大多数原水中大量存在，它们的浓度有时因人工加硫酸调节PH值而增加。这种情况下，Ba+＋和Sr+＋离子应该被分析并精确到ppb和ppm级别，因为BaS04和SrS04的溶解度比CaS04低，并且它们结垢后很难再溶解。
碱度包括负离子中的碳酸根、碳酸氢根、氢氧根，自然水体中的碱度主要由HC O3-形成。pH在8.3以下的水中，碳酸氢根和二氧化碳平衡存在。当pH高于8.3 时，HC03-将转变为CO32-存在。如果原水PH达到11.3以上,将存在0H形式。空气中的二氧化碳会溶解在水中形成 H2C03 ，酸性水将溶解CaC03, 而CaC03可能是流经含CaC03岩石时带来的。许多自然水体中由PH决定的CaC03和Ca(HC03)2的化学 动平衡已接近饱和浓度。Ca(HC03)2的溶解度大于CaC03 如果原水在RO系统中被浓缩，CaC03容易沉淀在系统中。所以加阻垢剂或加酸调低PH值会经常在RO 系统中使用。
硝酸盐：很容易在水中溶解，所以不会在RO系统中形成沉淀。硝酸盐与健康关系更密切，当哺乳动物包括人在内摄取了硝酸盐后会转变为亚硝盐，它会干扰血液中血红素和氧气的结合，会引起很严重后果，尤其对于胎儿和儿童，由于这个原因，饮用水中硝酸盐含量要求低于40mg/l。反渗透对硝酸盐的典型脱盐率是90-96%。
铁和锰：通常在水中以二价溶解状态存在或以三价非溶解氢氧化物形成存在。Fe2+可能来源自井水本身或来自泵、管路、水箱的腐蚀，尤其上游系统中投加了酸。如果原水中铁、锰浓度大于O.O5mg/L;并且被空气或氧化剂氧化为 Fe(OH)3 和Mn(OH)2，当pH值偏高时会在系统中形成沉淀。分析表明铁锰的存在会加速氧化剂对膜的氧化降解，因此在预处理中必须去除铁锰。
铝 ：一般不存在干自然水体中。三价铝会象三价铁一样在RO系统中形成难溶的 Al(OH)3, 当pH在5.3至8.5范围内时候，因为铝高价正电特性，所以 Al2(SO4)3和NaAl02 可以用于地表水的预处理去除水中负电性胶体，千万小心铝盐不要过多投加，残留的铝离子对膜有污染 。也可用 FeCl3 和Fe(S04)3代替铝盐作为混凝剂。
铜和锌：在自然水体中很少存在。有时水中微量的铜和锌来自管道材料。在pH 值5.3至8.5范围内，Cu(OH)2和Zn(OH)2 不溶于水， 因为它们一般在水中的含量较低，所以只有当系统长时间不清洗，它们积累到一定程度时，才会对膜系 统造成污染。可是如果铜锌与氧化剂（比如过氧化氢）同时存在于原水中，那么会造成膜材质的严重降解。
硫化物：以H2S气体形式溶于水中，去除硫化氢可以用脱气装置或用氯氧化或空气接触变为不溶性硫磺，用多介质过滤去除 。
磷酸盐：具有较强负电性，容易和多价离子形成难溶盐。磷酸钙在PH中性时溶解度很有限，PH值高时溶解度也不高。进水中投加阻垢剂或调低PH（小于7)可以防止磷酸盐沉淀。
硅：存在大多数自然水体中，浓度从1至100mg/L。而且PH低于9.0时主要以Si(OH)4存在 。当PH低时，硅酸可以聚合形成硅胶体。当PH高于9.0时它会分离成SiO32-离子而且会和钙、镁、铁或铅形成沉淀。硅和硅酸盐沉淀很难溶解。氟化氢胺溶液清洗硅垢比较有效，可是氟化氢胺溶液排放会造成环境污染。当进水中硅含量超过 20mg/L 时，要注意硅结垢的潜在危险。
胶体（悬浮物颗粒）分析：淤泥密度指数(SDI)，也被称为污染指数 (FI)， 是衡量RO进水中胶体（颗粒物）潜在污染性的重要指标。RO 进水中的胶体是各种各样的经常包括细菌、黏土、硅胶体和铁腐蚀产物。预处理中的澄清器中会用一些化学品，例如明矶 、三氯化铁或阳离子型聚合剂来去除胶体污染或通过后续介质过滤器去除。
细菌总数和有机物含量: 有两种方法测定水中细菌数,一种是培养法,另一种是荧光染色法，后者更 常用因为很方便快捷。原水中的有机物一般是油类－表 面活性剂 、水溶性聚合物和腐质酸 。检测指标有总有机炭 (TOC) ，生化需氧量(BOD ) 和化学需氧量(COD )。要想更精确地分析有机物成份，需要使用液相色谱和气质联用仪器分析 。如果原水中的TOC含量大于3mg/l，预处理单元要 考虑去除有机物工艺。
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