纯水制备的前处理工艺解析：保障水质稳定的关键步骤​​

在纯水制备过程中，前处理工艺至关重要，它直接影响后续反渗透（RO）、电去离子（EDI）等核心设备的运行稳定性和出水水质。前处理的主要目标是去除原水中的余氯、泥沙、胶体、有机物、金属离子等杂质，延长膜寿命并提高产水质量、以降低设备运行成本。本文将详细介绍常见的前处理工艺及其作用原理。

​​1. 余氯去除：保护RO膜的关键​​

​​来源及危害​​
市政自来水中通常含有余氯（Cl₂、HClO、ClO⁻等），用于消毒杀菌。然而，余氯会破坏RO膜的聚酰胺层，导致膜性能下降甚至失效。RO膜对余氯的耐受极限仅为​​≤0.01 mg/L​​，因此必须在前处理阶段去除。

​​处理方法​​

• ​​亚硫酸氢钠还原法​​：
  化学方程式：2NaHSO3​+2HOCI→H2​SO4​+2HCI+Na2​SO4​该方法成本低、反应迅速，是工业纯水系统的常用选择。
• ​​活性炭吸附​​：
  活性炭可物理吸附余氯，同时去除异味和部分有机物，但需定期更换。

​​适用场景​​

• 余氯含量较高时，建议采用亚硫酸氢钠+活性炭双重处理。
• 若原水余氯较低（如地下水），可仅用活性炭过滤。

​​2. 悬浮物与胶体去除：降低浊度​​

​​（1）石英砂过滤​​

• ​​作用​​：截留泥沙、胶体、金属离子及部分有机物，降低浊度。
• ​​特点​​：成本低、维护简单，适用于高浊度原水的预处理。

​​（2）多介质过滤​​

• ​​组成​​：通常采用石英砂+活性炭双层滤料，兼具过滤和吸附功能。
• ​​优势​​：适用于场地受限但水质较好的情况，可同时去除悬浮物和余氯。

​​（3）超滤（UF）​​

• ​​精度​​：0.01微米，可去除细菌、胶体、铁锈等。
• ​​对比​​：比精密过滤器（5~20微米）过滤效果更好，但成本较高。
• ​​适用场景​​：对水质要求严格的超纯水系统或医药行业。

​​3. 硬度去除：软化树脂的应用​​

​​软化器的作用​​
通过阳离子交换树脂（Na⁺型）置换水中的Ca²⁺、Mg²⁺，防止RO膜结垢。

​​特点​​

• 出水残留硬度可降至​​0.03 mmol/L​​以下。
• 树脂需定期再生（NaCl溶液）或更换，属于耗材。

​​适用场景​​

• 高硬度水源（如地下水、硬质自来水）必须软化。
• 低硬度水源可结合阻垢剂替代软化工艺。

​​4. 精密过滤与脱气：精细化处理​​

​​（1）精密过滤器（保安过滤器）​​

• ​​作用​​：截留前处理残留的颗粒（如树脂碎片、胶体），保护RO膜。
• ​​精度​​：1~5微米，通常采用PP棉滤芯。

​​（2）脱气塔（除碳器）​​

• ​​原理​​：通过风机吹脱水中游离CO₂，防止RO膜因酸性环境受损。
• ​​适用场景​​：
  • 大型纯水系统（如电子行业超纯水）。
  • 原水CO₂含量高时（如地下水）。

​​5. 温度调节：板式换热器的应用​​

​​RO膜的运行温度​​：25℃。温度过高或过低均会影响产水量和脱盐率。

​​板式换热器的作用​​

• 通过冷热流体逆流交换，调节水温至适宜范围。
• ​​适用场景​​：大型工业纯水系统或对温度敏感的应用。

​​总结：前处理工艺的选择建议​​

前处理工艺的选择需结合​​原水水质、产水标准、运行成本​​等因素优化。合理的预处理不仅能延长设备寿命，还能显著降低运行成本，是纯水系统高效稳定运行的关键保障。