第三節　能源水質凈化創新技術

一、反滲透（RO）的原理

1．反滲透現象

把相同體積的稀溶液（如淡水）和濃溶液（如海水或鹽水）分別置于一容器的兩側，中間用半透膜阻隔，稀溶液中的溶劑將自然地穿過半透膜，向濃溶液側流動，濃溶液側的液面會比稀溶液的液面高出一定高度，形成一個壓力差，達到滲透平衡狀態，此種壓力差即為滲透壓，滲透壓的大小取決于濃溶液的種類、濃度和溫度，與半透膜的性質無關。若在濃溶液側施加一個大于滲透壓的壓力時，濃溶液中的溶劑會向稀溶液流動，此種溶劑的流動方向與原來滲透的方向相反，這一過程稱為反滲透。

如圖2-3所示，滲透是在自然狀態下，溶劑分子從溶液濃度低的一側向濃度高的一側流動透過半透膜，低濃度側的液位降低而高濃度側的液位升高的現象。當滲透達到平衡狀態，即半透膜兩側的液位不再變化時，膜兩側的水位差即靜壓差就是該溶液的滲透壓。反滲透是滲透的相對概念，通過施加一個大于滲透壓的外加壓力改變溶劑分子的透過方向，使水從高濃度的一側通過半透膜向低濃度的一側流動，而膜的選擇透過性使溶液中的鹽分不會通過半透膜，最后達到去除水中鹽分的目的。

2．溶解-擴散模型

Lonsdale等提出解釋反滲透現象的溶解-擴散模型。他將反滲透的活性表面層看作致密無孔的膜，并假設溶質和溶劑都能溶于均質的非多孔膜表面層內，各自在濃度或壓力造成的化學勢推動下擴散通過膜。溶解度的差異及溶質和溶劑在膜相中擴散性的差異影響著他們通過膜的能量大小。其具體過程分為：第一步，溶質和溶劑在膜的料液側表面外吸附和溶解；第二步，溶質和溶劑之間沒有相互作用，它們在各自化學位差的推動下以分子擴散方式通過反滲透膜的活性層；第三步，溶質和溶劑在膜的透過液側表面解吸。

在以上溶質和溶劑透過膜的過程中，一般假設第一步、第三步進行得很快，此時透過速率取決于第二步，即溶質和溶劑在化學位差的推動下以分子擴散方式通過膜。由于膜的選擇性，使氣體混合物或液體混合物得以分離。而物質的滲透能力，不僅取決于擴散系數，而且取決于其在膜中的溶解度。

3．優先吸附——毛細孔流理論

當液體中溶有不同種類物質時，其表面張力將發生不同的變化。例如水中溶有醇、酸、醛、酯等有機物質，可使其表面張力減小，但溶入某些無機鹽類，反而使其表面張力稍有增加，這是因為溶質的分散是不均勻的，即溶質在溶液表面層中的濃度和溶液內部濃度不同，這就是溶液的表面吸附現象。當水溶液與高分子多孔膜接觸時，若膜的化學性質使膜對溶質負吸附，對水是優先的正吸附，則在膜與溶液界面上將形成一層被膜吸附的一定厚度的純水層。它在外壓作用下，將通過膜表面的毛細孔，從而可獲取純水。

4．氫鍵理論

醋酸纖維素（一種半透膜材料）是一種具有高度有序矩陣結構的聚合物，它具有與水或醇等溶劑形成氫鍵的能力，如圖2-4所示。鹽水中的水分子能與醋酸纖維素半透膜上的羰基形成氫鍵。在反滲透壓力推動的作用下，以氫鍵結合進入醋酸纖維素膜的水分子能夠由第一個氫鍵位置斷裂而轉移到另一個位置形成另一個氫鍵。這些水分子通過一連串的形成氫鍵和斷裂氫鍵過程而不斷移位，直至離開膜的表面層而進入多孔性支撐層，就可以源源不斷地流出淡水。

二、反滲透的特點及工藝選擇

1．反滲透技術的發展

反滲透（Reverse Osmosis，RO）是以壓力為推動力，利用反滲透膜只能透過水而不能透過溶質的選擇透過性，從某一含有無機物、有機物和微生物的水體中，提取純水的物質分離過程。

滲透現象是法國人Abble Nollet于250多年前發現的，自此以后人們開始圍繞這種現象展開廣泛的研究，1867年Traube成功制備了第一張無機膜，1937年Carothers最先合成聚酰胺，1950年美國佛羅里達大學的Reid和Hassler等提出了反滲透海水淡化的概念，1953年醋酸纖維素膜的脫鹽能力被Reid和Bretom證實之后，Loed和Sourirajan于1960年研制成功世界上第一張高脫鹽率、高通量的不對稱醋酸纖維素（CA）反滲透膜。

20世紀70年代初美國杜邦公司開發成功了芳香族聚酰胺（PA）中空纖維反滲透膜，80年代初交聯芳香族聚酰胺復合膜及其卷式元件研制成功，而操作壓力也由最初的高壓反滲透海水脫鹽膜的高壓變為低壓反滲透苦鹽水脫鹽膜的低壓，至20世紀90年代中期超低壓高脫鹽度聚酰胺復合膜及其元件投入市場。

2．反滲透的特點

（1）連續運行，產品水水質穩定，不需要用酸堿再生。

（2）不會因再生而停機，無再生污水。

（3）不需要污水處理設施，不需要酸堿儲備、酸堿稀釋和運送設施。

（4）減小車間建筑面積，使用安全可靠。

（5）避免工人接觸酸堿，降低運行及維修成本。安裝簡單、安裝費用低廉。

3．反滲透工藝的選擇原則

反滲透前的預處理系統及前處理系統已經大幅度降低原水中的懸浮雜質和膠體的含量，由于熱電廠巨大的水汽損失，整個水處理系統的水處理量也隨之增加，為了減少后續離子交換的負荷，延長制水周期，減少離子交換設備的再生化學藥劑消耗量，節約生產成本，設置合適的反滲透處理工藝成了必要之選。

反滲透具有優良的除鹽性能，脫鹽率可達98%。當原水的含鹽量較低時，一級反滲透處理即可以滿足出水要求；如果處理水量較大，為了提高系統的回收率，可以采用一級兩段的反滲透處理工藝，不僅降低預處理的產水量，也減少反滲透組件的單元進水量。

反滲透膜雖然有很高的除鹽能力，但一些氣體分子如CO₂較容易透過膜，然后進入除鹽系統，增加離子交換設備的負荷，這不利于除硅，制水周期也會隨之縮短。

三、反滲透膜的創新技術及發展

在反滲透膜發展的歷史中，不對稱膜和復合膜的研發是創新的兩個范例。

1．不對稱膜

Loeb和Sourirajan于1960年制得了世界上第一個高脫鹽率、高通量、不對稱醋酸纖維素（CA）反滲透膜，其創新之處在于，以往的膜皆為均相致密膜（0.1～0.2mm厚），傳質速率極低，無實用價值，而不對稱膜僅表面層是致密的（約0.2μm厚），使傳質速率提高了近3個數量級，這大大地促進了膜科技的發展；20世紀70年代研制了優異的CA-CTA膜，在10.2MPa操作壓力下，對35g/L NaCl溶液，脫鹽率99.4%～99.7%，水通量20～30L/（m²·h）。

2．復合膜

復合膜的概念是在 1963 年提出的，其創新點在于膜的脫鹽層和支撐層分別由優選的材料來制備，如脫鹽層（約 0.1～0.2μm厚）是芳香族聚酰胺，支撐層是聚砜，這使膜的性能進一步提高。歷年來，開發了許多不同用途的復合膜，如用于海水淡化的“高脫鹽型”、純水制備的“超低壓和極低壓型”、廢水處理的“耐污染型”等。最近海水淡化的“高脫鹽型”復合膜性能大大提高，在5.52MPa操作壓力下，對35g/L NaCl溶液，脫鹽率99.8%，水通量40L/（m²·h）以上。

目前國際上最佳商品化的復合膜，其表面層為芳香聚酰胺，有水通量大、脫鹽率高、耐生物降解、pH范圍廣，且有一定的游離氯允許范圍等優點。但在耐氯、耐熱、耐污染、耐化學試劑等方面，有待進一步改進；當然，水通量和脫鹽率的提高，一直是膜改進的首選。

（1）無紡布和底膜的改進

反滲透復合膜用多孔無紡布增強和支持其上的聚砜底膜（支撐層）和脫鹽層，要求多孔無紡布強度高、薄（100μm）、均勻、孔隙率高等；聚砜底膜（支撐層）要求無缺陷、薄（50 μm）、孔均勻、孔隙率高、結構呈密度梯度型、與其下的多孔無紡布和其上的脫鹽層結合牢固等。有的研究認為通過底膜和脫鹽層間界面的改性、增加底膜表面的極性有利于復合膜產水率和脫鹽率的提高；調節底膜鑄膜液中添加劑品種和用量，如加入含環氧基的化合物或含異氰酸基的化合物等，使底膜缺陷少、孔徑更均勻、孔隙率更高。

（2）新的功能單體

通過研究功能單體與膜性能的關系，希望為新型反滲透復合膜的研究提供依據。在功能單體中引入能與水分子形成氫鍵的官能團、親水基團等，提高膜的截留率、水通量、耐氯性和抗氧化性。除最通用的間苯二胺（m-PDA）和均苯三甲酰氯（TMC）外，報道過的酰氯類功能單體有：間苯二甲酰氯（IPC）、對苯二甲酰氯（TPC）、5-氧甲酰氯-異酞酰氯（CFIC）和 5-異氰酸酯-異酞酰氯（ICIC）、3，4，5聯苯三酰氯（BTRC）和3，3，5，5聯苯四酰氯（BTEC）等；報道過的多胺類功能單體還有對苯二胺（PPD）、2，4-二氨基甲苯（m-MPDA）、磺酸間苯二胺（SMPD）、3，3′-二氨基二苯砜、4-氯間苯二胺、4-硝基間苯二胺、2-二氨基二苯甲烷（DDM）、聚乙烯亞胺、氨基葡萄糖等。

（3）界面聚合的參數控制

界面聚合制備復合膜是非常復雜的過程，要獲得性能優異的復合膜，有很多參數必須嚴格控制，如：支撐膜的處理、水和油相中的各組分的選擇和配比、pH、接觸時間、反應時間、熱處理溫度和時間（以調控膜的親水性）、荷電性和表面粗糙度等。

通常在水相中加入不同的酸吸收劑，控制反應的pH，同時調節胺的擴散：如樟腦磺酸（CSA）/三乙胺（TEA）和1，1，3，3-四甲基胍（1，1，3，3-tetramethylguanidine）/甲基苯磺酸（Toluene sulfonic acid）等季銨鹽類相轉移催化劑，極性疏質子溶劑六甲基磷酰三胺（HMPA）、鄰氨基苯甲酸三乙胺鹽、間氨基苯甲酸三乙胺鹽、2-（2-羥乙基）吡啶、4-（2-羥乙基）嗎啉等親水性添加劑。有時在水相中加入不同調節劑，進一步調節胺的擴散，如少量的丙酮、2-丁氧基乙醇、丙三醇、二甲亞砜等，進一步提高膜的通量。通過向 MPD 水相中加入對苯二酚，再與 TMC 反應可制得耐氯性優于聚酰胺膜的聚酯酰胺膜等。

通常在油相中加入不同添加劑，在油相/水相的界面處遇水而發生水解反應，水解生成的分子可以調節聚酰胺分子和薄膜的微結構，如鈦酸丁酯、磷酸三丁酯（TBP）、磷酸三苯酯（TPP）等。總之，添加劑對膜性能的影響非常大，可以提高膜的親水性和通量，改善抗生物污染和耐化學性等。

3．反滲透膜的表面改性

（1）物理改性

表面涂層是最簡單常用的物理改性方法。聚乙烯醇（PVA）、聚乙二醇（PEG）、殼聚糖（CS）、聚乙撐胺等高度親水性材料常被用來直接涂覆到膜的表面，增強膜的親水性和抗污染能力 。聚乙烯亞胺（PEI）則可通過分子間氫鍵被自組裝到常規聚酰胺膜表面，改變膜的荷電性和親水性，進而改善膜的耐污染性。表面涂層的優點是操作簡單，涂層物質可選擇性高，改性初期效果較好，但存在易脫落、增大滲透阻力和降低膜通量的缺點。

（2）化學改性

復合膜的化學改性是用一些特定的化學試劑來處理膜，或者采用接枝聚合方法來調節復合膜表面層分子的化學結構，以獲得性能提高的復合膜。例如，將聚酰胺層用過硫酸鉀、過硫酸銨或過硫酸鈉溶液浸泡，烘干后可使反滲透復合膜的耐氯性、耐氧化性和抗污染性進一步提高。或者，用含有環氧基、異氰酸基或硅氧基的化合物溶液處理膜，可使膜粗糙度明顯減小，荷電趨于中性，降低膜的表面能，減弱污染物在膜表面的吸附，從而提高膜的抗污染能力。

在商業化的聚酰胺反滲透復合膜表面接枝上親水的氨基磺化聚醚砜（SPES-NH₂）、PVA、PVA_m、PAA、PEG、PEMAEMA、甜菜堿（PSVBP）、MTAC 等，含-（CH₂CH₂O）N-的親水支鏈，分子刷結構的支化聚環氧烷（PAO）聚合物，海因衍生物等，可明顯改善膜的表面親水性和光滑度，增強膜的抗污染能力和/或耐氯性。

（3）等離子體改性

由于等離子體改性比傳統方法制備的聚合層具有更好的熱穩定性和黏附性，因此有可能改善反滲透膜的滲透性、選擇性和抗污染性。如在界面聚合之前用等離子處理聚砜超濾膜，引入親水性單體丙烯酸、丙烯腈、丙烯胺、乙二胺等，使反滲透膜的水通量、截留率和耐氯性都有明顯的改進。

4．有機/無機納米粒子雜化反滲透膜和仿生膜的研究

（1）有機/無機納米粒子雜化反滲透膜（TFN）

2007 年，美國加州大學洛杉磯分校（UCLA）的 Hoek課題組與加州大學河濱分校（UCR）的 Yan 課題組合作將納米級分子篩填充至聚酰胺反滲透復合膜中，使膜的水通量提高近兩倍，而鹽截留率基本保持不變，并首次提出了超薄納米復合反滲透膜（TFN）的概念。納米粒子分散在高分子膜中，可對膜的細微結構和宏觀性能產生不同程度的影響，研究表明分子篩的種類、粒徑大小和均勻性、孔結構和大小、膜中分散均勻性、有機/無機界面調控、交聯度、微小缺陷、分子篩的孔道效應等，與膜結構、親水性、荷電性、化學、熱力學和機械穩定性等的關系是十分緊密的。例如，將納米沸石分子篩分散到水相或油相中進行界面聚合反應時，得到的 TFN 復合膜性能會大不一樣。當在聚酰胺膜中嵌入其他納米粒子如碳納米管、氧化石墨烯、石墨烯、納米銀或TiO₂等時，膜也將展示不一樣的細微結構和宏觀性能。

（2）仿生膜的研究

由于水通道蛋白（AQPs）具有獨特的水通道（約3nm）、水分子靶向點和優異的選擇性，將它們嵌入到聚酰胺反滲透復合膜活性表面層中制得的仿生膜，理論上可使膜的水通量提高2個數量級。

例如Zhao等直接將由蛋白脂質體固載的水通道蛋白添加到水相通過界面聚合制備了TFC 水通道蛋白基仿生膜，對 NaCl的截留率為97%，而水通量顯著提升，高達4L/（m²·h·bar）（測試條件：10mmol/L NaCl，5bar），比BW30膜和SW30HR膜的水通量分別高約40%和10倍。雖然水通道蛋白的嵌入可顯著提高膜的水通量，但前提是能篩選到合適的載體，目前報道使用的有蛋白脂質體、蛋白聚合物囊泡或者嵌段共聚物，以使固載的水通道蛋白能與基底膜更好相容，并且被包覆，從而具有好的化學穩定性，最終在水環境中發揮獨一無二的功能。

Saeki認為水通道蛋白的三維結構太復雜，并且對基底膜很敏感，于是選擇將結構更簡單的短桿菌肽（GA）嵌入荷正電的雙層脂質體中，然后在外加壓力（0.15 MPa）下通過靜電作用固載于荷負電的磺化聚醚砜納濾膜（NTR-7450）上制得具有反滲透性能的仿生膜，該膜對NaCl的截留率高于97%，水通量可達11.08L/（m²·MPa），但遠低于理論值。

四、新型納米反滲透膜的開發研究

1．基于碳的納米反滲透膜

基于碳納米材料的納米反滲透膜由于其優越的離子過濾性已經受到研究者的廣泛關注，例如碳納米管和石墨烯納米片。均勻排列的碳納米管是一種內壁光滑、水合性強的二維層狀納米材料，具有獨特的水分子通透性及鹽離子拒絕率等特性。對孔徑為 8nm 的多壁碳納米管采用分子動力學模擬研究，結果表明其水流量是傳統反滲透膜的 4 倍左右。進一步在碳納米管孔口處修飾聚合物基體后不僅提高了水分子通過率以及鹽離子拒絕率（也稱拒鹽率），而且具有極其強的防污性能。

石墨烯納米片是基于石墨烯及石墨烯氧化物所制備的另一種新型碳基納米反滲透膜，王乃鑫等將石墨烯納米片嵌入到聚電解質表面，提高了石墨烯納米片的機械性能和熱性能，同時這種石墨烯納米反滲透膜具有優異的鎂離子、鈉離子拒絕率，但是水流量相對較低；將聚酰胺修飾到石墨烯納米片表面后，得到的聚酰胺/石墨烯納米片反滲透膜具備較高的水分子通過率以及拒鹽率。

2．基于金屬和金屬氧化物的納米反滲透膜

目前很多研究者將大量的金屬以及金屬氧化物（沸石、二氧化硅、銀納米粒子等）修飾到聚合物基體表面，合成的納米反滲透膜提高了其水流量、離子排斥率和防污特性等性能。通過界面聚合制備的沸石/聚酰胺納米反滲透膜的水離子通過率和拒鹽率比純凈的聚酰胺納米反滲透膜提高了近兩倍，這是由于沸石所具有的獨特的孔結構增加了膜的滲透性，而膜表面的電荷又能拒絕海水中離子透過。

二氧化鈦作為一種光催化材料，現在已被廣泛應用于制備納米防污膜，二氧化鈦/聚酰胺納米反滲透膜是由二氧化鈦通過自組裝的方式，并以氫鍵和羧基結合到聚酰胺層表面所制備的，防污測試實驗證明二氧化鈦/聚酰胺納米反滲透膜具有較低的離子通過率，從而具備優越的防污特性。

3．基于水通道蛋白的納米反滲透膜

20世紀阿格雷等因為首次發現了水通道蛋白而獲得諾貝爾獎，而水分子可以快速、順利地通過單通道蛋白啟發人們，生物脂層具有較高的水通透性以及離子選擇性。Kumar等從大腸桿菌中提取的水通道蛋白，制備了一種蛋白聚合納米反滲透膜，被證實具有較高的水分子通透性和鹽離子拒絕率，而初步應用于海水淡化。

五、反滲透（RO）在海水淡化中的應用研究

1．反滲透除鹽工藝

RO是水經過膜的有選擇性透過，讓溶解物、顆粒和水分離，除去溶解的離子、大分子有機物及顆粒。反滲透可去除水中大部分的無機鹽、0.0001μm大小的顆粒和分子量在150～200范圍內的有機物，除鹽率可高達99%以上。反滲透已成為目前世界公認的先進的水處理技術，近年廣泛應用于電廠除鹽系統中。

2．反滲透膜元件的形式及特點

反滲透裝置的元件（也稱為反滲透膜元件）形式有板框式、管式、卷式、中空纖維式四種類型，目前，應用最多的是卷式反滲透器，板框式和管式僅用于特種濃縮處理場合。

（1）板框式反滲透器

板框式反滲透器由一定數量的承壓板和反滲透單元組成，承壓板兩側覆蓋微孔支撐板，微孔板的兩面粘貼著反滲透膜成為最小反滲透單元。將這些貼有膜的微孔板與承壓板多層間隔疊合，用長螺栓固定后，裝入密封耐壓容器中，構成反滲透器。高壓鹽水以紊流狀態沿膜與膜的間隙流過，在此過程中，通過反滲透膜進入多孔隔板的淡化水在板內匯集，進入周邊集水槽后再流出裝置。這種裝置的優點是能承受高壓，缺點是占地面積大，易產生濃差極化。

（2）管式反滲透器

管式反滲透器有內壓式和外壓式兩種。膜形是管狀的。管狀膜襯在耐壓微孔管套上，并把許多單管以串聯或并聯方式接連裝配成管束。當水在反滲透操作壓力推動下，從每根管內透過膜并由管的微孔壁滲出管外時，稱為內壓式。當膜襯在耐壓微孔管外壁，水向管內滲出時，則稱外壓式。外壓式水流流態差，一般用內壓式。內壓式的優點是水流流態好，易安裝、清洗、拆換；缺點是單位體積內膜面積小。

（3）卷式反滲透器

卷式（又稱螺旋式）反滲透器的組件，是由中間夾入一層多孔支撐材料、由兩張膜貼連成的袋形反滲透膜，袋形膜之間加設濃水導流網，導流網與袋形膜的開口邊固定在淡水多孔集水管上后，以淡化管為軸卷成螺旋卷狀而成。

卷式反滲透器由組件串聯而成，鹽水由一端流入導流隔網，從另一端流出。卷式反滲透器的優點是單位體積膜填充面積大、水流流態好，結構緊湊；缺點是易堵，清洗較困難。

（4）中空纖維式反滲透器

中空纖維的外徑通常為50～100μm，壁厚12～25μm，內徑25～50μm，外徑與內徑比約為2∶1，故能受管內外的極大壓差。一般將幾十萬根中空長纖維彎成U形裝在耐壓容器中，其開口端固定在圓板上用環氧樹脂密封，構成反滲透器。在高壓作用下，淡水透過每根纖維管管壁進入管內，由開口端匯集流出容器。這種裝置的優點是單位體積內膜的填充密度最大，結構緊湊，無需承壓材料；缺點是易堵，清洗困難，對進水處理要求很嚴。

3．反滲透膜組件及其排列

（1）膜組件

膜組件由一個或多個卷式膜元件串聯起來，放置在壓力容器組件內組成。膜組件的排列組合合理與否，對膜元件的使用壽命有至關重要的影響。

（2）段與級的概念

為了使反滲透裝置達到給定的回收率，同時保持給水在裝置內的每個組件中處于大致相同的流動狀態，必須將裝置內的組件分為多段錐形排列，段內并聯，段外串聯。

在反滲透系統中濃水流經一次膜組件就稱為一段，流經n次膜組件，即稱為n段，增加段數可以提高系統的回收率。反滲透淡水（產品水）流經一次膜組件稱為一級，產品水流經n次膜組件處理，稱為n級，增加級數可以提高系統除鹽率。

（3）反滲透膜組件的排列組合

根據水質和用戶的要求，反滲透可采用一級一段、一級多段、多級多段的配置方式組成水處理系統。圖2-5所示為一級一段連續式系統。這種配置方式水的回收率不高，因而一般不采用這種方式。為提高水的回收率，將部分濃縮液返回液槽，再次通過膜組件進行分離，這樣會使透過的水質有所下降。

一級多段式配置適合大處理量的場合，這種方式最大的優點是水回收率提高，濃縮液的量減少。圖2-6為一級多段連續式系統。這種配置方式在各段的組件膜表面上，水的流速不同，流速隨著段數的增加而下降，容易使濃差極化加大，為此可將多個組件配置成段，而且隨著段數的增加，組件的個數減少，可以采用一級多段連續式錐形排列，并加用高壓泵，以克服多段流動壓力損失。

組件的多級多段式配置是將第一級的透過水作為下一級的進料液再次進行反滲透分離，如此延續，將最后一級的透過水引出系統，而濃縮液從后級向前一級返回與前一級的進料液混合后，再進行分離，這種方式既提高了水的回收率，又提高了透過水的水質，因而有較高的實用價值，實際工程中應用最多。多級多段式配置也有連續式和循環式之分，如圖2-7所示為多級多段循環式系統。

4．海水淡化系統及典型配置

（1）海水淡化系統流程

海水淡化系統流程如下所示。

海水→機組循環泵（或機組循環水排水虹吸井）→海水原水池→海水原水升壓泵→絮凝沉淀池→超濾配水槽→超濾膜池→超濾膜組件→超濾透過液泵→超濾產水箱→一級RO海水提升泵→一級RO保安過濾器→一級RO高壓泵和PX能量回收裝置→一級RO膜組件→一級RO產水箱→二級R高壓泵→二級RO膜組件→二級RO產水箱

（2）典型海水淡化系統的配置

反滲透（RO）系統采用帶能量回收裝置（PX）的一級海水淡化反滲透（RO）系統和二級預脫鹽反滲透（RO）系統。

一級反滲透（RO）系統設計產水的總量為1440m³/h，分為6個系列，每個系列的最大處理量為240m³/h，其中部分產水作為工業用水、生活用水和消防用水，直接進入相應的工業水池、生活水池和消防水池，水量為960m³/h。水量為480m³/h的另一部分產水，再經三個系列，每個系列最大處理量為130m³/h，經二級反滲透（RO）系統進一步脫鹽后，進入二級反滲透（RO）產水箱供補給水除鹽系統用。

反滲透裝置的水的回收率：一級海水膜不小于45%，二級淡水膜不小于85%。一級膜裝置三年內總脫鹽率不小于99.3%，三年后脫鹽率不小于99%。二級膜裝置三年內總脫鹽率不小于98%，三年后脫鹽率不小于97%。

5．水中有害成分對反滲透的影響

反滲透膜是反滲透技術的核心。水中有害成分的危害主要表現在對膜的作用上。膜受損后必將影響到反滲透裝置的穩定高效運行。

（1）懸浮物和膠體物質很容易使反滲透膜孔堵塞，減小膜的有效工作面積，導致產水量和脫鹽率降低。

（2）有機物對反滲透膜的影響各不相同。單寧酸等有機物會污染膜體、惡化水質；腐殖酸等有機物被膜截留但不污染膜；乙酸或丙酸等有機物能通過膜，使產品水質受到污染。

（3）細菌和微生物對反滲透膜的污染因膜種類不同而各異。醋酸纖維素膜易受細菌的侵蝕而降解，導致脫鹽率下降；微生物污染會形成致密的凝膠層，降低流動混合效果，同時酶的作用會促使膜體降解和水解，引起水通量和脫鹽率下降，壓降增加。復合膜和聚酰胺膜雖不易受微生物侵蝕降解，但微生物的聚集繁殖也會導致產水率和脫鹽率降低，并使膜的使用壽命縮短。

（4）游離氯（次氯酸HClO和次氯酸根ClO^－）幾乎可使所有反滲透膜（新聚砜膜除外）受到程度不同的破壞。其中，復合膜和芳香聚酰胺膜對之更為敏感，0.1mg/L的濃度就能使膜的性能惡化。而醋酸纖維素膜對之的耐受力較強，游離氯的濃度可達0.5～1.0mg/L。

（5）鐵、錳、鋁等金屬氧化物含量高時，會在膜表面上形成氫氧化物膠體沉淀，使膜孔堵塞，損害反滲透膜的工作性能。

（6）水中高含量的SO和SiO₂均可在膜表面上析出沉淀形成結垢，使膜受到污染，水通量下降，壓降下降，工作效率受損。