一、设计基础条件(前期必须先确定)
1. 原水:水厂现有滤后水(常规滤后水:浊度<1NTU)
2. 进水控制指标(RO 膜进水硬性要求)
- SDI₁₅ ≤3;浊度<0.5 NTU
- 余氯<0.1 mg/L(聚酰胺膜怕氯氧化)
- pH:6.0–8.0
- 温度:15–30℃,设计基准 25℃
3. 设计目标
- 产水量:____ m³/h(按水厂需要确定)
- 单级 RO 系统回收率:70%~75%(常规水厂不要超过 75%,防止结垢)
- 膜元件标称脱盐率≥97%
- 产水 TDS、硬度按需降低;后续调矿化度后达标供水
4. 运行模式:自动连续运行,带就地 + 中控,配套 CIP 在线清洗系统

二、完整工艺流程
水厂现有滤后水 → RO 进水水箱 → 增压泵 → 加药系统(还原剂 + 阻垢剂 + 杀菌剂) → 多介质过滤器(可选,滤后水稳定时可取消) → 活性炭过滤器(可选,已有除氯工序可取消) → 5μm 保安过滤器(精密过滤器) → RO 高压泵 → RO 膜组件(一段 / 二段排列) → 产水水箱 → pH 调节 / 矿化系统 → 消毒 → 清水池RO 浓水:浓水收集 → 浓水处置(回用 / 排入污水管网 / 蒸发 / 达标排放)
说明:普通水厂已经有沉淀、砂滤,水质稳定时,多介质、活性炭可以不重复上,重点做好加药 + 保安过滤;如果原水胶体、有机物波动大,建议保留超滤(UF)作为 RO 前置,双膜 “UF+RO” 稳定性更高
三、各单元水处理设备详细配置清单
(一)进水及增压单元
- RO 进水水箱(304 不锈钢):有效容积≥30min 系统进水流量,缓冲水量波动,设液位计、溢流、排污
- 进水增压泵(一用一备,304 不锈钢):满足保安过滤器、管路沿程阻力,一般扬程 25–35m;变频控制,稳定进水流量
- 管路阀门:304 不锈钢,蝶阀、止回阀、球阀,压力、流量测点
(二)加药系统(水厂 RO 最容易忽略,是防止膜报废核心)
成套自动加药装置,计量泵 + 药箱 + 搅拌 + 在线仪表联动:
- 还原剂(亚硫酸氢钠):还原余氯,在线 ORP 联动,控制 ORP<200mV;保护聚酰胺膜不被氧化
- 阻垢剂:按原水硬度、钙、硅、硫酸根计算投加量,防止碳酸钙、硫酸钙、硅垢;进水高硬度可配套软水器(钠离子交换)替代一部分阻垢剂
- 非氧化性杀菌剂(DBNPA 等):周期性冲击投加,控制微生物粘泥污染;禁止持续投加氧化性氯
- 配套:药箱(PE/304)、计量泵、Y 型过滤器、背压阀、脉冲信号联动
(三)预处理过滤单元(按需取舍)
- 多介质过滤器(石英砂 + 无烟煤):进水浊度波动大时配置;自动反洗,压差控制反洗
- 活性炭过滤器:用于吸附余氯、有机物;自动反洗;若已经投加还原剂稳定除氯,可取消
- 保安过滤器(5μm,必配):
- 材质 304 不锈钢壳体,快开;滤芯熔喷 PP
- 一用一备或者单台,压差报警;拦截颗粒,保护高压泵和膜元件,是 RO 最后一道屏障
(四)反渗透主机核心单元(重点配置)
- 高压泵(一用一备,304 / 双相钢)
- 苦咸水 BWRO:工作压力 0.8–1.5 MPa(超低压膜 0.8–1.0MPa,常规 BW 膜 1.2–1.5MPa)
- 变频驱动,软启动;设高压保护、低压保护、流量联锁;缺水、超压自动停机
- 膜壳(压力容器):玻璃钢 / 304,标准 8 寸膜壳,每支膜壳装 6 芯 8040 膜;水厂主流用 8040 苦咸水膜元件(陶氏、海德能、汇通等 BW 系列)
- 膜排列方式(水厂常规)
- 回收率 70–75% 采用2 段式:第一段:第二段膜壳数量≈2:1(例如 6 支一段、3 支二段),均衡浓水流速,减少浓差极化;小水量可以单段
- 通量设计:16–20 LMH(市政给水取偏低通量,延长寿命,不要追求高通量)
- 配套膜管阀件:304 不锈钢,产水、浓水、冲洗管路;浓水回流阀、浓水排放调节阀(用于调节回收率)
- 自动冲洗阀:停机自动低压冲洗,用产水冲洗膜表面浓水,防止停机结垢
(五)仪表系统(水厂必须配齐,才能稳定运行)
- 进水:pH、ORP、电导率、浊度、SDI 检测(离线)、压力、流量
- RO 段:一段进水压力、一段浓水压力、二段浓水压力、产水压力、产水流量、浓水流量
- 产水:产水电导率(核心指标)、pH
- 液位:水箱液位变送器
- 报警:高低压、高浊度、高 ORP、高电导率、滤芯压差高报警,信号上传水厂中控
(六)产水后调节单元(自来水厂必配,区别于纯水站)
RO 产水属于低矿化度水,偏酸性,直接供水腐蚀管网、不符合饮用水要求:
- pH 调节:投加氢氧化钠或者石灰
- 矿化 / 再矿化:石灰石接触池、白云石滤柱或者碳酸氢盐投加,补充钙镁离子,稳定口感、稳定朗格利尔指数,防止管网腐蚀
- 消毒:次氯酸钠 / 二氧化氯,和水厂原有消毒系统联动
- 产水清水箱:304,液位自控
(七)CIP 化学清洗系统(必配)
反渗透运行一段时间(压差上升、脱盐率下降)需要在线清洗:
- CIP 清洗箱、清洗泵、5μm 过滤器、循环管路、切换阀
- 两套清洗药剂回路:酸洗(柠檬酸 / 盐酸,除无机垢);碱洗(NaOH + 表面活性剂,除有机物、生物粘泥);自动切换,可就地 / 远程操作
(八)电控与自控系统
PLC 控制柜 + 触摸屏,接入水厂 SCADA 中控
- 连锁逻辑:
- 保安过滤器压差高报警、停机
- 高压泵低压联锁、高压联锁保护
- 停机自动冲洗、定时冲洗
- 加药系统随进水流量比例投加
- 故障报警、记录运行曲线、流量累计、报表
(九)浓水处理单元(环保重点)
浓水含盐量高,不能直接排入河道: 可选方案:
- 优先回用:厂区绿化、冲洗、滤池反冲洗(水量匹配时)
- 送入市政污水厂处理
- 条件允许达标外排(需要环评、在线监测)
- 高盐地区:浓水减量(NF+RO 或者蒸发,成本高)
四、推荐配置方案分级(方便选型)
方案 A:基础稳妥款(常规水厂滤后水,水质波动不大)
滤后水水箱→还原剂 + 阻垢剂加药→5μm 保安过滤器→高压泵→一级二段 RO→产水箱→矿化调节→消毒 ✅ 优点:投资低、占地小;适合 TDS 500–1200 mg/L 的苦咸水水厂改造
方案 B:稳定高配款(原水胶体、藻类、有机物波动大,地表水)
滤后水→超滤 UF→加药→保安过滤→RO→产水调节 ✅ UF 前置,SDI 稳定<3,RO 污染风险大幅下降,运维省心,大中型水厂优先推荐
方案 C:双级 RO(极少用于市政供水,一般只用于特种用水)
一级 RO 产水再进二级 RO 进一步脱盐;市政自来水一般不需要,不推荐
五、关键运行控制指标(运维卡)
- 系统回收率:70–75%,严禁长期>75%
- 单段压差:新膜 0.07–0.1MPa;压差上升 0.15–0.2MPa 安排 CIP 清洗
- 产水电导率:稳定后对比进水,根据脱盐率判断膜状态
- 余氯:RO 进水持续<0.1mg/L,ORP 控制稳定
- 膜元件设计寿命:正常预处理 + 规范运维,3–5 年
六、风险与注意事项(水厂落地重点)
- 标准合规风险:RO 产水≠自来水,脱盐后必须调矿化度,水质最终满足 GB5749;浓水排放需要环评、排污许可
- 膜氧化风险:余氯失控是 RO 膜批量报废第一原因,ORP 仪表必须可靠、定期校准
- 结垢风险:硅、钡锶、硫酸根高的原水,不能单纯依靠阻垢剂,要压低回收率或者软水前置
- 微生物污染:地表水水厂夏季高发,定期冲击杀菌,避免生物膜堵膜
- 能耗:RO 是高能耗单元,建议做变频、能量回收装置(大水量>100m³/h 推荐能量回收,节电明显)