纯净之水 · 清洁能源
让洁净之水抵达地球每个角落
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SWRO 与 BWRO 水厂的加药量、消耗量计算方法和年度药剂预算。
药剂消耗量是水厂做预算时最早被问到的数字之一，也是最晚被认真回答的数字之一。只要确定两件事，它就只是简单的算术：每种药剂的 加药量 ，以及 加药所依据的水流。第二件事弄错 — 把预处理药剂按产水流量而不是进水流量计算 — 结果就会差两倍甚至更多。
本页所有数字都遵循这条规则： 在膜元件 之前 投加的药剂，按 进水流量计算。在膜元件 之后 投加的药剂，按 产水流量。在 40% 回收率下，这两个流量相差 2.5 倍。
下列范围是用于估算和预算的设计起点。实际投运时采用的加药量，来自您的进水水质分析和阻垢剂供应商的饱和度计算 — 并不存在通用的正确值，因为限制性盐类因水质而异。
| 药剂 | 作用 | 典型加药量 | 计算依据 |
|---|---|---|---|
| 阻垢剂 | 抑制系统末端的 CaCO₃、CaSO₄、BaSO₄、SrSO₄ 及二氧化硅结垢 | 按供货产品计 2–5 mg/L（SWRO 典型值 3 mg/L） | 进水 |
| 焦亚硫酸钠（SMBS） | 脱氯 — 保护聚酰胺层不被氧化 | 每 1 mg/L 余氯约需 3 mg/L | 进水 |
| 三氯化铁（混凝剂） | 在介质过滤或超滤前去除胶体 | 以 Fe³⁺ 计 0.5–5 mg/L（常用 1–3 mg/L） | 原水取水口 |
| 硫酸 | 碱度 / LSI 控制 — 主要用于 BWRO | 10–50 mg/L（SWRO 很少需要） | 进水 |
| 氢氧化钠 | 提高 pH 以改善二级除硼 | 二级进水提至 pH 9.5–10.5 | 一级产水 |
| 石灰 / CO₂（再矿化） | 稳定产水以供饮用水管网输配 | 以 CaCO₃ 计目标 40–80 mg/L | 产水 |
| 氯（后消毒） | 管网中的余氯 | 余氯 0.5–1.0 mg/L | 产水 |
| 柠檬酸（CIP） | 低 pH 清洗 — 碳酸盐垢、金属氢氧化物 | 约 2% 质量分数，分批配制，pH 2–3 | 分批，非连续 |
| 氢氧化钠 + EDTA（CIP） | 高 pH 清洗 — 有机物和生物膜 | 分批配至 pH 11–12 | 分批，非连续 |
对任何连续投加的药剂：
kg/日 = 流量（m³/日）× 加药量（mg/L）÷ 1,000
单位之所以对得上，是因为 1 mg/L 即 1 g/m³。唯一需要判断的是采用哪个流量，以及加药量是按供货产品计还是按有效成分计 — 阻垢剂和混凝剂两种表述都很常见，把二者混淆是药剂预算中最常见的错误。
假设条件：产水 4,000 m³/日 产水，回收率 40%，敞开式海水取水并在取水口加氯，到达脱氯点的余氯为 1 mg/L。
进水流量 = 4,000 ÷ 0.40 = 10,000 m³/日。浓水 = 6,000 m³/日。
| 药剂 | 加药量 | 流量依据 | kg/日 | 吨/年 |
|---|---|---|---|---|
| 阻垢剂 | 3 mg/L | 进水 10,000 m³/日 | 30 | ~11.0 |
| SMBS | 3 mg/L | 进水 10,000 m³/日 | 30 | ~11.0 |
| 三氯化铁 | 2 mg/L | 取水口 10,000 m³/日 | 20 | ~7.3 |
| 氯（后加） | 0.8 mg/L | 产水 4,000 m³/日 | 3.2 | ~1.2 |
| 石灰（再矿化） | 以 CaCO₃ 计约 50 mg/L | 产水 4,000 m³/日 | ~200 | ~73 |
如果您所说的 4,000 m³/日 是进水流量而不是产水流量，请把上表中的预处理用量除以 2.5 — 阻垢剂 12 kg/日、SMBS 12 kg/日、混凝剂 8 kg/日 — 此时水厂约产水 1,600 m³/日。在据此为药剂报价之前，值得先确认技术规格书指的是哪一种口径。
CIP 药剂不在此表内，因为它们是分批消耗的。每次清洗按压力容器和 CIP 回路持液量的约 1.5 倍准备，敞开式取水的水厂每年清洗 2–4 次。
阻垢剂承担着反渗透水厂中最重要的化学任务：在浓度最高的系统末端，使微溶盐类在超过饱和点后仍保持溶解状态。过量投加既浪费金钱，本身也可能污堵膜元件或滋养生物生长；投加不足则会使末端元件结垢，表现为压差和脱盐率恶化。
由于限制性盐类完全取决于进水水质分析，加药量应来自针对您的水质、按预期回收率所做的饱和度计算，而不是查表。请用本页的范围做预算，并在投运前予以确认。计算方法见 SWRO 设计指南 ，计算所需的水质分析项目见 水质参数指南 。
氯会破坏薄膜复合聚酰胺，且损伤是累积性、不可逆的 — 即便是短时超标也会累加。敞开式取水通常在取水与预处理阶段加氯以控制生物生长，随后在进入膜元件前立即用 SMBS 脱氯，用量约为每 1 mg/L 余氯 3 mg/L。
应把 ORP 而不是加药计算当作控制性测量：将进水 ORP 保持在约 +200 mV 以下，并把高压泵与之联锁，使脱氯失效时停机，而不是毁掉一整套膜元件。颗粒活性炭同样可以脱氯，但在这种规模的水厂中它会成为生物生长的载体，通常是错误的选择。
混凝剂在原水取水口、介质过滤或超滤之前投加，使胶体聚并成可过滤的絮体并降低 SDI。加药量通过烧杯试验按浊度和 SDI 目标确定，条件尚可的敞开式取水通常为以 Fe³⁺ 计 1–3 mg/L。过量投加会把聚电解质或铁带到膜面，这本身就是一种污堵机理 — 混凝剂并非加得越多越保险。
海滩井等地下取水方式所取的水已被海床自然过滤，SDI 往往低到完全不需要混凝剂。仅取水方式这一项决策，就是两座其余完全相同的水厂之间药剂运行成本差异最大的因素之一。
清洗由性能触发，而不是按日历：标准化产水量下降 10–15%、单段压差上升 15%，或标准化脱盐率恶化 5–15%。应在三项指标中有两项触发之前就清洗，因为污染物在早期更容易被清除。
完整步骤、故障排查和保存药剂请见 膜元件维护指南.
药剂通常占 SWRO 运行成本的 3–8%。能耗才是主导项，因此能量回收装置对经济性的改变远大于任何药剂优化 — 一台 PX 压力交换器 或 FEDCO 涡轮增压器 可将 SWRO 电耗降低约一半。但药剂开支仍值得算准，因为过量投加在监控画面上看不出来，会在一年中悄悄累积。
为您自己的水厂算一算。 我们的 化学加药计算器 可根据您的流量和回收率算出加药量与日耗量，同时 ForeverPure Place 备有桶装、大桶和吨桶规格的阻垢剂、混凝剂和 CIP 药剂。
阻垢剂按供货产品计以 2-5 mg/L 投加到进水流中，敞开式取水的海水反渗透常以 3 mg/L 作为起点。确切加药量并非经验法则：它来自供应商针对您具体水质分析和回收率所做的饱和度计算，因为限制性盐类可能是 CaCO3、CaSO4、BaSO4、SrSO4 或二氧化硅，视水质而定。对于回收率 40%、产水 4,000 m3/日 的水厂，进水流量为 10,000 m3/日，因此 3 mg/L 相当于 30 kg/日，约合每年 11 吨。
对膜前投加的所有药剂，都要从进水流量而非产水流量出发。在 40% 回收率下，产水 4,000 m3/日 的水厂取水 10,000 m3/日。日消耗量（kg/日）等于进水流量（m3/日）乘以加药量（mg/L）再除以 1,000。按典型加药量，结果约为阻垢剂 30 kg/日（3 mg/L）、焦亚硫酸钠 30 kg/日（3 mg/L）、三氯化铁 20 kg/日（2 mg/L）。后处理药剂则按产水流量计算，因此 4,000 m3/日 上 0.8 mg/L 的余氯约相当于 3.2 kg/日 有效氯。
进水中每 1 mg/L 余氯约投加 3 mg/L SMBS。化学计量需求更低，接近每 mg/L 需 1.5 mg/L，但实际加药量留有余量以维持还原环境并覆盖分析仪的滞后。请以 ORP 而非仅凭计算来核实：膜前进水保持在约 +200 mV 以下，并将高压泵与 ORP 联锁，使脱氯失效时不会氧化聚酰胺层。氯对薄膜复合膜的损伤是累积性且不可逆的。
通常不需要。现代阻垢剂可在海水的正常 pH 范围内控制碳酸盐结垢，因此多数 SWRO 水厂不加酸运行，从而避免了一种危险化学品，也避免了酸在产水中释放的 CO2。加酸在苦咸水反渗透中要常见得多，那里的高碱度和高回收率会把朗格利尔饱和指数推向正值。在 BWRO 使用硫酸时，加药量通常为 10-50 mg/L，由为使浓水 LSI 略呈负值所需破坏的碱度决定。
当标准化产水量下降 10-15%、压差上升 15%，或脱盐率恶化 5-15% 时即应清洗 — 敞开式取水的海水反渗透通常每 3-6 个月一次。一次清洗消耗的是一批药液而非连续加药：按容器和 CIP 回路持液量的约 1.5 倍配制，低 pH 步骤用约 2% 质量分数柠檬酸，高 pH 步骤用氢氧化钠调至 pH 11-12，在 30-35 C 下循环 30-60 分钟并浸泡 1-4 小时。两步都需要时先做酸洗，因为碱洗可能沉积硬度。
药剂通常占 SWRO 运行成本的 3-8%，远低于能耗。对于按上述加药量运行的 4,000 m3/日 水厂，可预期每年约 11 吨阻垢剂、取水加氯情况下约 11 吨 SMBS，以及敞开式取水约 7 吨混凝剂。海滩井等封闭式取水往往完全不需要混凝剂，也几乎不需要脱氯，这是两座其余完全相同的水厂之间药剂运行成本差异最大的因素之一。