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A.微滤 Microfiltration（MF）
原理
微滤是利用微滤膜为过滤介质，在压力差的推动下，通过膜的“筛分”作用进行分离的过程。微滤膜的孔径一般在0.1μm～1μm，MF通常用于分离或去除相对较大的颗粒，例如悬浮物、微生物，细菌。
微滤过程常用术语
【回收率】指膜系统中给水转化为产水或透过液的百分率。回收率常常希望最大化以便获得最大的产水量
【平均过滤压力】
平均过滤压力（过膜压力TMP）=（膜柱入口压力＋膜柱出口压力）/2 - 滤出液压力
【流量恢复率】
B.介质过滤
介质过滤原理
介质过滤是去除水中悬浮颗粒的有效途径，过滤的过程是“过滤-澄清”，即悬浮物被滤层截留，使水得到澄清。
过滤-澄清过程的机理是水中悬浮物在滤料颗粒表面上被截留下来，这种截留在水力作用下并不牢固，可能从滤料颗粒表面脱落下来，被水流带入下一层滤料，又被截留和附着，这个过程经历着截留迁移和附着。
介质过滤器去除颗粒、悬浮物和胶体，基于当水流通过过滤介质的床层时，颗粒、悬浮物和胶体会附着在过滤介质的表面。过滤出水水质取决于杂质和过滤介质的大小，表面电荷和形状、原水组成和操作条件等，设计和操作合理的话，通常经过介质过滤处理可以达到SDI≤5。
多介质过滤器常用的介质是石英砂和无烟煤，石英砂颗粒的有效粒径为0.35~0.5mm，无烟煤过滤器颗粒有效直径为0.7~0.8mm，当采用石英砂上充填无烟煤的双介质过滤器时，它允许悬浮物等杂质进入过滤层内部，产生更有效的深层过滤而延长清洗间隔。过滤介质的最小设计总床层深度为0.8m，在双介质过滤器中，通常充填0.5~0.6m高的石英砂和0.4m高的无烟煤。
多介质过滤器的结构及运行特点
1）配水系统
一般采用管式大阻力系统。由母管和支管组成的配水系统在母管进口处和远离进口处的某支管的末端孔眼流出的流量不可能相等，因为刘向各支管的总阻力是不相等的，配水系统的设计任务就是将这不等的总阻力尽可能相等。一般采用增大配水系统上孔眼的阻力，使配水均匀率不低于95%。
2）支撑层的组成
砾石承托层1.0~2.0mm的砾石，厚度200~300mm。
3）滤料级配组成
通常充填0.5~0.6m高的石英砂和0.4m高的无烟煤。
4）滤速
一般采用8~10m/s.
5）冲洗强度
采用先气洗再用水高速反洗，气洗的强度10~20L/s.m2, 水洗的强度10~15L/s.m2。
6）冲洗时间
冲洗时间6~9min. 滤层膨胀率40~50%。
7）运行压力和周期失效压降
压力式过滤器通常压力为2~4Bar，运行失效一般采用运行压降达到一定的限定值，停下来进行反洗。一般控制压降在0.05~0.10MPa 或定期进行反洗。
D.反渗透
原理
【渗透】渗透是指稀溶液中的溶剂（水分子）自发的透过半透膜（反渗透膜或钠滤膜）进入浓溶液（浓水）侧的溶剂（水分子）流动现象。
【渗透压】定义为某溶液在自然渗透的过程中，浓溶液侧液面不断升高，稀溶液侧液面相应降低，直到两侧形成的水柱压力抵消了溶剂分子的迁移，溶液两侧的液面不再变化，渗透过程达到平衡点，此时的液柱高差称为该浓溶液的渗透压。
【反渗透】顾名思义是一种施加压力于半透膜相接触的浓溶液所产生的和自然渗透现象想反的过程。即在进水水流（浓溶液）侧施加操作压力以克服自然渗透压，当高于自然渗透压的操作压力施加于浓溶液侧时，水分子自然渗透的流动方向就会逆转，进水（浓溶液）中的水分子部分通过膜称为稀溶液侧的净化产水。
反渗透膜
【反渗透膜】允许溶剂分子透过而不允许溶质分子透过的一种功能性的半透膜称为反渗透膜。是一种用特殊材料和加工方法制造而成的具有半透性能的膜。其基本结构为：聚酯支撑层120μm、微孔聚砜层40μm、聚酰胺阻隔层0.2μm。其中聚酰胺阻隔层真正起截留作用。
反渗透过程常用术语
【膜元件】将反渗透膜于进水流道网格、产水收集流道、产水管和抗应力器等用胶粘剂组装在一起、能实现进水与产水分开的反渗透过程的最小单元称为膜元件。
【膜组件】膜元件安装在受压的压力容器外壳内形成膜组件。
【回收率】指膜系统中给水转化为产水或透过液的百分率。回收率常常希望最大化以便获得最大的产水量，但是应该以膜系统内不会因盐类的过饱和发生沉淀为它的极限值。
【脱盐率】通过膜从系统进水中去除固体浓度的百分率。
在实际运行过程中，离子含量用电导率表示。
【透盐率】脱盐率的相反值，它是指进水中溶解性的成分（污染物）透过膜的百分率。
【渗透液】经过膜系统产生的净化产品水。
【水通量】（Flux）又称透水量，单位膜面积的产品水流量。
【SDI】SDI值有时也称为污染指数，测定进水淤积指数（SDI值）是判断反渗透进水胶体污染可能性的最好的技术。它是设计RO预处理系统之前应该进行测定的重要指标。
影响RO膜性能的因素
1）温度
膜电导对进水膜的水分子的扩散能力更大，增加水温会导致脱盐率降低即透盐率增加，这主要是因为盐分透过膜的扩散速度会因温度的提高而加快。温度每增加1℃，产水量增加2.7~3%，产水含盐量增加3%，进水压力下降0.03Mpa.（图1）
２）压力
进水压力影响膜的产水通量和脱盐率，透过膜的水通量的增加和进水压力的增加有直线的关系，增加进水压力也增加脱盐率，但因为压力并不影响盐透过量，在盐透过量不变时产水量的增加稀释了通过的盐分，使产水的盐浓度降低，脱盐率提高了。但两者的变化关系没有线性关系，而且达到一定程度脱盐率将不再增加。（图2）
３）给水的含盐量
渗透压是水所含盐分或有机物浓度和种类的函数。盐浓度增加，渗透压也增加，因此需要逆转自然渗透流动方向的进水驱动压力主要取决于进水中的含盐量。如果压力保持恒定，含盐量越高，通量就越低，渗透压的增加抵销了进水推动力，水通量降低，增加了透过膜的盐通量（降低了脱盐率）。（图3）
４）回收率
回收率对温度的变化非常敏感，随着水温的增加，水通量几乎曾线性的增大，这主要归功于通过对进水施加压力，当浓溶液（水）和稀溶液间的自然渗透流动方向被逆转时，实现反渗透过程。如果回收率增加（进水压力恒定），浓水中的盐浓度增大，自然渗透压将不断增加直至与施加的压力相同，这将抵消进水压力的推动作用，减慢或停止反渗透过程，使渗透通量减低或停止，即产水量下降。过高的回收率将产生高的盐透过率即脱盐率下降，导致膜的污染或浓水中过量的溶解盐沉积，产生膜的结垢。（图4）
５）给水PH值
各种反渗透膜适用的PH值的范围相差很大，脱盐率和水通量在一定的PH范围内较为恒定，其最大脱盐率在PH8.5。（图5）
６）压密
压密是因为在操作时间内聚合物膜的蠕动所致。压密与膜的材料、所受压力和温度有关，当压力和温度增加时蠕动的趋向加大。产水量会因膜的压密随操作时间的增加而下降。
７）浓差极化
进水在原水流道内流动将会在膜表面形成边界层，当原水浓缩到一定程度时将会造成边界层中的盐浓度高于主流体的盐浓度，这种现象称为膜的浓差极化。它造成的后果：
边界层中流体的渗透压高于主流体的渗透压，减少膜表面的有效推动力，从而减少水的透过率。
膜表面盐浓度的提高，增加了盐的透过率。
增加了盐的过饱和度，导致在膜表面产生凝胶层或析出沉淀甚至结垢，以至增加透过阻力，污染膜表面。
保持与膜平行的高流速及在膜表面处促进流体混合，使边界层厚度降低到最小，这样膜装置设计是重要的。
E. 连续电去离子装置 CEDI
CEDI及其工作原理
CEDI的 操作简便，完全避免了酸碱的使用，没有任何环境污染，和混床相比具有技术先进，运行可靠，环境效益显著。它正逐渐取代混床作为反渗透的后续除盐处理装置，在发电、钢铁、电子、制药等行业除盐水及高纯水的制备中广泛应用。
CEDI（Continuous Electrodeionizationm）是离子交换混床和电渗析相结合的一种技术，在电渗析器的淡水室填充阴、阳混合离子交换树脂，将电渗析和离子交换置于一个容器中而使两者有机地结合为一体。EDI装置由淡水室和浓水室构成。给水淡水室内充填混合离子交换树脂，给水中的离子由该部分去除。淡水室和浓水室之间设置有选择性的阴离子交换膜或阳离子交换膜，水中离子首先因交换作用而吸附于树脂颗粒上，然后在电场作用下经由树脂颗粒构成的“离子传输通道”迁移到膜表面并透过离子交换膜进入浓室，存在于树脂、膜与水相接触的扩散层中的极化作用使水解离为H+和OH-，它们除部分参与负载电流外大多数对树脂起再生作用，从而使离子交换、离子迁移、电再生三个过程相伴发生，相互促进，实现了连续去除离子的过程。
CEDI系统工程应用的特点
专门的膜块化设计，安装简单、费用低，安装灵活，占地省。
不需要化学品，不产生废水，浓水回 RO水箱回用，运行成本低，安全环保。
由一个直流电源控制的多CEDI膜堆系统，控制简单，节约成本。
SiO2<<5ppb，保证95%以上的硅去除率，并对TOC有一定去除。水质稳定,对细菌的繁殖有一定抑制。
CEDI 的应用意义
CEDI系统消除了酸和腐蚀物及其在运输、存储、处理的危险性；
EDI比复杂的混床操作要简单、连续，需要更少的劳动力；
EDI系统还减少了附属设备，比如酸碱计量装置、酸碱储存罐等。
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