第三节 能源水质净化创新技术
一、反渗透（RO）的原理
1．反渗透现象
把相同体积的稀溶液（如淡水）和浓溶液（如海水或盐水）分别置于一容器的两侧，中间用半透膜阻隔，稀溶液中的溶剂将自然地穿过半透膜，向浓溶液侧流动，浓溶液侧的液面会比稀溶液的液面高出一定高度，形成一个压力差，达到渗透平衡状态，此种压力差即为渗透压，渗透压的大小取决于浓溶液的种类、浓度和温度，与半透膜的性质无关。若在浓溶液侧施加一个大于渗透压的压力时，浓溶液中的溶剂会向稀溶液流动，此种溶剂的流动方向与原来渗透的方向相反，这一过程称为反渗透。
如图2-3所示，渗透是在自然状态下，溶剂分子从溶液浓度低的一侧向浓度高的一侧流动透过半透膜，低浓度侧的液位降低而高浓度侧的液位升高的现象。当渗透达到平衡状态，即半透膜两侧的液位不再变化时，膜两侧的水位差即静压差就是该溶液的渗透压。反渗透是渗透的相对概念，通过施加一个大于渗透压的外加压力改变溶剂分子的透过方向，使水从高浓度的一侧通过半透膜向低浓度的一侧流动，而膜的选择透过性使溶液中的盐分不会通过半透膜，最后达到去除水中盐分的目的。
图2-3 反渗透技术原理示意
2．溶解-扩散模型
Lonsdale等提出解释反渗透现象的溶解-扩散模型。他将反渗透的活性表面层看作致密无孔的膜，并假设溶质和溶剂都能溶于均质的非多孔膜表面层内，各自在浓度或压力造成的化学势推动下扩散通过膜。溶解度的差异及溶质和溶剂在膜相中扩散性的差异影响着他们通过膜的能量大小。其具体过程分为：第一步，溶质和溶剂在膜的料液侧表面外吸附和溶解；第二步，溶质和溶剂之间没有相互作用，它们在各自化学位差的推动下以分子扩散方式通过反渗透膜的活性层；第三步，溶质和溶剂在膜的透过液侧表面解吸。
在以上溶质和溶剂透过膜的过程中，一般假设第一步、第三步进行得很快，此时透过速率取决于第二步，即溶质和溶剂在化学位差的推动下以分子扩散方式通过膜。由于膜的选择性，使气体混合物或液体混合物得以分离。而物质的渗透能力，不仅取决于扩散系数，而且取决于其在膜中的溶解度。
3．优先吸附——毛细孔流理论
当液体中溶有不同种类物质时，其表面张力将发生不同的变化。例如水中溶有醇、酸、醛、酯等有机物质，可使其表面张力减小，但溶入某些无机盐类，反而使其表面张力稍有增加，这是因为溶质的分散是不均匀的，即溶质在溶液表面层中的浓度和溶液内部浓度不同，这就是溶液的表面吸附现象。当水溶液与高分子多孔膜接触时，若膜的化学性质使膜对溶质负吸附，对水是优先的正吸附，则在膜与溶液界面上将形成一层被膜吸附的一定厚度的纯水层。它在外压作用下，将通过膜表面的毛细孔，从而可获取纯水。
4．氢键理论
醋酸纤维素（一种半透膜材料）是一种具有高度有序矩阵结构的聚合物，它具有与水或醇等溶剂形成氢键的能力，如图2-4所示。盐水中的水分子能与醋酸纤维素半透膜上的羰基形成氢键。在反渗透压力推动的作用下，以氢键结合进入醋酸纤维素膜的水分子能够由第一个氢键位置断裂而转移到另一个位置形成另一个氢键。这些水分子通过一连串的形成氢键和断裂氢键过程而不断移位，直至离开膜的表面层而进入多孔性支撑层，就可以源源不断地流出淡水。
图2-4 醋酸纤维素半透膜机理
二、反渗透的特点及工艺选择
1．反渗透技术的发展
反渗透（Reverse Osmosis，RO）是以压力为推动力，利用反渗透膜只能透过水而不能透过溶质的选择透过性，从某一含有无机物、有机物和微生物的水体中，提取纯水的物质分离过程。
渗透现象是法国人Abble Nollet于250多年前发现的，自此以后人们开始围绕这种现象展开广泛的研究，1867年Traube成功制备了第一张无机膜，1937年Carothers最先合成聚酰胺，1950年美国佛罗里达大学的Reid和Hassler等提出了反渗透海水淡化的概念，1953年醋酸纤维素膜的脱盐能力被Reid和Bretom证实之后，Loed和Sourirajan于1960年研制成功世界上第一张高脱盐率、高通量的不对称醋酸纤维素（CA）反渗透膜。
20世纪70年代初美国杜邦公司开发成功了芳香族聚酰胺（PA）中空纤维反渗透膜，80年代初交联芳香族聚酰胺复合膜及其卷式元件研制成功，而操作压力也由最初的高压反渗透海水脱盐膜的高压变为低压反渗透苦盐水脱盐膜的低压，至20世纪90年代中期超低压高脱盐度聚酰胺复合膜及其元件投入市场。
2．反渗透的特点
（1）连续运行，产品水水质稳定，不需要用酸碱再生。
（2）不会因再生而停机，无再生污水。
（3）不需要污水处理设施，不需要酸碱储备、酸碱稀释和运送设施。
（4）减小车间建筑面积，使用安全可靠。
（5）避免工人接触酸碱，降低运行及维修成本。安装简单、安装费用低廉。
3．反渗透工艺的选择原则
反渗透前的预处理系统及前处理系统已经大幅度降低原水中的悬浮杂质和胶体的含量，由于热电厂巨大的水汽损失，整个水处理系统的水处理量也随之增加，为了减少后续离子交换的负荷，延长制水周期，减少离子交换设备的再生化学药剂消耗量，节约生产成本，设置合适的反渗透处理工艺成了必要之选。
反渗透具有优良的除盐性能，脱盐率可达98%。当原水的含盐量较低时，一级反渗透处理即可以满足出水要求；如果处理水量较大，为了提高系统的回收率，可以采用一级两段的反渗透处理工艺，不仅降低预处理的产水量，也减少反渗透组件的单元进水量。
反渗透膜虽然有很高的除盐能力，但一些气体分子如CO2较容易透过膜，然后进入除盐系统，增加离子交换设备的负荷，这不利于除硅，制水周期也会随之缩短。
三、反渗透膜的创新技术及发展
在反渗透膜发展的历史中，不对称膜和复合膜的研发是创新的两个范例。
1．不对称膜
Loeb和Sourirajan于1960年制得了世界上第一个高脱盐率、高通量、不对称醋酸纤维素（CA）反渗透膜，其创新之处在于，以往的膜皆为均相致密膜（0.1～0.2mm厚），传质速率极低，无实用价值，而不对称膜仅表面层是致密的（约0.2μm厚），使传质速率提高了近3个数量级，这大大地促进了膜科技的发展；20世纪70年代研制了优异的CA-CTA膜，在10.2MPa操作压力下，对35g/L NaCl溶液，脱盐率99.4%～99.7%，水通量20～30L/（m2·h）。
2．复合膜
复合膜的概念是在 1963 年提出的，其创新点在于膜的脱盐层和支撑层分别由优选的材料来制备，如脱盐层（约 0.1～0.2μm厚）是芳香族聚酰胺，支撑层是聚砜，这使膜的性能进一步提高。历年来，开发了许多不同用途的复合膜，如用于海水淡化的“高脱盐型”、纯水制备的“超低压和极低压型”、废水处理的“耐污染型”等。最近海水淡化的“高脱盐型”复合膜性能大大提高，在5.52MPa操作压力下，对35g/L NaCl溶液，脱盐率99.8%，水通量40L/（m2·h）以上。
目前国际上最佳商品化的复合膜，其表面层为芳香聚酰胺，有水通量大、脱盐率高、耐生物降解、pH范围广，且有一定的游离氯允许范围等优点。但在耐氯、耐热、耐污染、耐化学试剂等方面，有待进一步改进；当然，水通量和脱盐率的提高，一直是膜改进的首选。
（1）无纺布和底膜的改进
反渗透复合膜用多孔无纺布增强和支持其上的聚砜底膜（支撑层）和脱盐层，要求多孔无纺布强度高、薄（100μm）、均匀、孔隙率高等；聚砜底膜（支撑层）要求无缺陷、薄（50 μm）、孔均匀、孔隙率高、结构呈密度梯度型、与其下的多孔无纺布和其上的脱盐层结合牢固等。有的研究认为通过底膜和脱盐层间界面的改性、增加底膜表面的极性有利于复合膜产水率和脱盐率的提高；调节底膜铸膜液中添加剂品种和用量，如加入含环氧基的化合物或含异氰酸基的化合物等，使底膜缺陷少、孔径更均匀、孔隙率更高。
（2）新的功能单体
通过研究功能单体与膜性能的关系，希望为新型反渗透复合膜的研究提供依据。在功能单体中引入能与水分子形成氢键的官能团、亲水基团等，提高膜的截留率、水通量、耐氯性和抗氧化性。除最通用的间苯二胺（m-PDA）和均苯三甲酰氯（TMC）外，报道过的酰氯类功能单体有：间苯二甲酰氯（IPC）、对苯二甲酰氯（TPC）、5-氧甲酰氯-异酞酰氯（CFIC）和 5-异氰酸酯-异酞酰氯（ICIC）、3，4，5联苯三酰氯（BTRC）和3，3，5，5联苯四酰氯（BTEC）等；报道过的多胺类功能单体还有对苯二胺（PPD）、2，4-二氨基甲苯（m-MPDA）、磺酸间苯二胺（SMPD）、3，3′-二氨基二苯砜、4-氯间苯二胺、4-硝基间苯二胺、2-二氨基二苯甲烷（DDM）、聚乙烯亚胺、氨基葡萄糖等。
（3）界面聚合的参数控制
界面聚合制备复合膜是非常复杂的过程，要获得性能优异的复合膜，有很多参数必须严格控制，如：支撑膜的处理、水和油相中的各组分的选择和配比、pH、接触时间、反应时间、热处理温度和时间（以调控膜的亲水性）、荷电性和表面粗糙度等。
通常在水相中加入不同的酸吸收剂，控制反应的pH，同时调节胺的扩散：如樟脑磺酸（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）等季铵盐类相转移催化剂，极性疏质子溶剂六甲基磷酰三胺（HMPA）、邻氨基苯甲酸三乙胺盐、间氨基苯甲酸三乙胺盐、2-（2-羟乙基）吡啶、4-（2-羟乙基）吗啉等亲水性添加剂。有时在水相中加入不同调节剂，进一步调节胺的扩散，如少量的丙酮、2-丁氧基乙醇、丙三醇、二甲亚砜等，进一步提高膜的通量。通过向 MPD 水相中加入对苯二酚，再与 TMC 反应可制得耐氯性优于聚酰胺膜的聚酯酰胺膜等。
通常在油相中加入不同添加剂，在油相/水相的界面处遇水而发生水解反应，水解生成的分子可以调节聚酰胺分子和薄膜的微结构，如钛酸丁酯、磷酸三丁酯（TBP）、磷酸三苯酯（TPP）等。总之，添加剂对膜性能的影响非常大，可以提高膜的亲水性和通量，改善抗生物污染和耐化学性等。
3．反渗透膜的表面改性
（1）物理改性
表面涂层是最简单常用的物理改性方法。聚乙烯醇（PVA）、聚乙二醇（PEG）、壳聚糖（CS）、聚乙撑胺等高度亲水性材料常被用来直接涂覆到膜的表面，增强膜的亲水性和抗污染能力 。聚乙烯亚胺（PEI）则可通过分子间氢键被自组装到常规聚酰胺膜表面，改变膜的荷电性和亲水性，进而改善膜的耐污染性。表面涂层的优点是操作简单，涂层物质可选择性高，改性初期效果较好，但存在易脱落、增大渗透阻力和降低膜通量的缺点。
（2）化学改性
复合膜的化学改性是用一些特定的化学试剂来处理膜，或者采用接枝聚合方法来调节复合膜表面层分子的化学结构，以获得性能提高的复合膜。例如，将聚酰胺层用过硫酸钾、过硫酸铵或过硫酸钠溶液浸泡，烘干后可使反渗透复合膜的耐氯性、耐氧化性和抗污染性进一步提高。或者，用含有环氧基、异氰酸基或硅氧基的化合物溶液处理膜，可使膜粗糙度明显减小，荷电趋于中性，降低膜的表面能，减弱污染物在膜表面的吸附，从而提高膜的抗污染能力。
在商业化的聚酰胺反渗透复合膜表面接枝上亲水的氨基磺化聚醚砜（SPES-NH2）、PVA、PVAm、PAA、PEG、PEMAEMA、甜菜碱（PSVBP）、MTAC 等，含-（CH2CH2O）N-的亲水支链，分子刷结构的支化聚环氧烷（PAO）聚合物，海因衍生物等，可明显改善膜的表面亲水性和光滑度，增强膜的抗污染能力和/或耐氯性。
（3）等离子体改性
由于等离子体改性比传统方法制备的聚合层具有更好的热稳定性和黏附性，因此有可能改善反渗透膜的渗透性、选择性和抗污染性。如在界面聚合之前用等离子处理聚砜超滤膜，引入亲水性单体丙烯酸、丙烯腈、丙烯胺、乙二胺等，使反渗透膜的水通量、截留率和耐氯性都有明显的改进。
4．有机/无机纳米粒子杂化反渗透膜和仿生膜的研究
（1）有机/无机纳米粒子杂化反渗透膜（TFN）
2007 年，美国加州大学洛杉矶分校（UCLA）的 Hoek课题组与加州大学河滨分校（UCR）的 Yan 课题组合作将纳米级分子筛填充至聚酰胺反渗透复合膜中，使膜的水通量提高近两倍，而盐截留率基本保持不变，并首次提出了超薄纳米复合反渗透膜（TFN）的概念。纳米粒子分散在高分子膜中，可对膜的细微结构和宏观性能产生不同程度的影响，研究表明分子筛的种类、粒径大小和均匀性、孔结构和大小、膜中分散均匀性、有机/无机界面调控、交联度、微小缺陷、分子筛的孔道效应等，与膜结构、亲水性、荷电性、化学、热力学和机械稳定性等的关系是十分紧密的。例如，将纳米沸石分子筛分散到水相或油相中进行界面聚合反应时，得到的 TFN 复合膜性能会大不一样。当在聚酰胺膜中嵌入其他纳米粒子如碳纳米管、氧化石墨烯、石墨烯、纳米银或TiO2等时，膜也将展示不一样的细微结构和宏观性能。
（2）仿生膜的研究
由于水通道蛋白（AQPs）具有独特的水通道（约3nm）、水分子靶向点和优异的选择性，将它们嵌入到聚酰胺反渗透复合膜活性表面层中制得的仿生膜，理论上可使膜的水通量提高2个数量级。
例如Zhao等直接将由蛋白脂质体固载的水通道蛋白添加到水相通过界面聚合制备了TFC 水通道蛋白基仿生膜，对 NaCl的截留率为97%，而水通量显著提升，高达4L/（m2·h·bar）（测试条件：10mmol/L NaCl，5bar），比BW30膜和SW30HR膜的水通量分别高约40%和10倍。虽然水通道蛋白的嵌入可显著提高膜的水通量，但前提是能筛选到合适的载体，目前报道使用的有蛋白脂质体、蛋白聚合物囊泡或者嵌段共聚物，以使固载的水通道蛋白能与基底膜更好相容，并且被包覆，从而具有好的化学稳定性，最终在水环境中发挥独一无二的功能。
Saeki认为水通道蛋白的三维结构太复杂，并且对基底膜很敏感，于是选择将结构更简单的短杆菌肽（GA）嵌入荷正电的双层脂质体中，然后在外加压力（0.15 MPa）下通过静电作用固载于荷负电的磺化聚醚砜纳滤膜（NTR-7450）上制得具有反渗透性能的仿生膜，该膜对NaCl的截留率高于97%，水通量可达11.08L/（m2·MPa），但远低于理论值。
四、新型纳米反渗透膜的开发研究
1．基于碳的纳米反渗透膜
基于碳纳米材料的纳米反渗透膜由于其优越的离子过滤性已经受到研究者的广泛关注，例如碳纳米管和石墨烯纳米片。均匀排列的碳纳米管是一种内壁光滑、水合性强的二维层状纳米材料，具有独特的水分子通透性及盐离子拒绝率等特性。对孔径为 8nm 的多壁碳纳米管采用分子动力学模拟研究，结果表明其水流量是传统反渗透膜的 4 倍左右。进一步在碳纳米管孔口处修饰聚合物基体后不仅提高了水分子通过率以及盐离子拒绝率（也称拒盐率），而且具有极其强的防污性能。
石墨烯纳米片是基于石墨烯及石墨烯氧化物所制备的另一种新型碳基纳米反渗透膜，王乃鑫等将石墨烯纳米片嵌入到聚电解质表面，提高了石墨烯纳米片的机械性能和热性能，同时这种石墨烯纳米反渗透膜具有优异的镁离子、钠离子拒绝率，但是水流量相对较低；将聚酰胺修饰到石墨烯纳米片表面后，得到的聚酰胺/石墨烯纳米片反渗透膜具备较高的水分子通过率以及拒盐率。
2．基于金属和金属氧化物的纳米反渗透膜
目前很多研究者将大量的金属以及金属氧化物（沸石、二氧化硅、银纳米粒子等）修饰到聚合物基体表面，合成的纳米反渗透膜提高了其水流量、离子排斥率和防污特性等性能。通过界面聚合制备的沸石/聚酰胺纳米反渗透膜的水离子通过率和拒盐率比纯净的聚酰胺纳米反渗透膜提高了近两倍，这是由于沸石所具有的独特的孔结构增加了膜的渗透性，而膜表面的电荷又能拒绝海水中离子透过。
二氧化钛作为一种光催化材料，现在已被广泛应用于制备纳米防污膜，二氧化钛/聚酰胺纳米反渗透膜是由二氧化钛通过自组装的方式，并以氢键和羧基结合到聚酰胺层表面所制备的，防污测试实验证明二氧化钛/聚酰胺纳米反渗透膜具有较低的离子通过率，从而具备优越的防污特性。
3．基于水通道蛋白的纳米反渗透膜
20世纪阿格雷等因为首次发现了水通道蛋白而获得诺贝尔奖，而水分子可以快速、顺利地通过单通道蛋白启发人们，生物脂层具有较高的水通透性以及离子选择性。Kumar等从大肠杆菌中提取的水通道蛋白，制备了一种蛋白聚合纳米反渗透膜，被证实具有较高的水分子通透性和盐离子拒绝率，而初步应用于海水淡化。
五、反渗透（RO）在海水淡化中的应用研究
1．反渗透除盐工艺
RO是水经过膜的有选择性透过，让溶解物、颗粒和水分离，除去溶解的离子、大分子有机物及颗粒。反渗透可去除水中大部分的无机盐、0.0001μm大小的颗粒和分子量在150～200范围内的有机物，除盐率可高达99%以上。反渗透已成为目前世界公认的先进的水处理技术，近年广泛应用于电厂除盐系统中。
2．反渗透膜元件的形式及特点
反渗透装置的元件（也称为反渗透膜元件）形式有板框式、管式、卷式、中空纤维式四种类型，目前，应用最多的是卷式反渗透器，板框式和管式仅用于特种浓缩处理场合。
（1）板框式反渗透器
板框式反渗透器由一定数量的承压板和反渗透单元组成，承压板两侧覆盖微孔支撑板，微孔板的两面粘贴着反渗透膜成为最小反渗透单元。将这些贴有膜的微孔板与承压板多层间隔叠合，用长螺栓固定后，装入密封耐压容器中，构成反渗透器。高压盐水以紊流状态沿膜与膜的间隙流过，在此过程中，通过反渗透膜进入多孔隔板的淡化水在板内汇集，进入周边集水槽后再流出装置。这种装置的优点是能承受高压，缺点是占地面积大，易产生浓差极化。
（2）管式反渗透器
管式反渗透器有内压式和外压式两种。膜形是管状的。管状膜衬在耐压微孔管套上，并把许多单管以串联或并联方式接连装配成管束。当水在反渗透操作压力推动下，从每根管内透过膜并由管的微孔壁渗出管外时，称为内压式。当膜衬在耐压微孔管外壁，水向管内渗出时，则称外压式。外压式水流流态差，一般用内压式。内压式的优点是水流流态好，易安装、清洗、拆换；缺点是单位体积内膜面积小。
（3）卷式反渗透器
卷式（又称螺旋式）反渗透器的组件，是由中间夹入一层多孔支撑材料、由两张膜贴连成的袋形反渗透膜，袋形膜之间加设浓水导流网，导流网与袋形膜的开口边固定在淡水多孔集水管上后，以淡化管为轴卷成螺旋卷状而成。
卷式反渗透器由组件串联而成，盐水由一端流入导流隔网，从另一端流出。卷式反渗透器的优点是单位体积膜填充面积大、水流流态好，结构紧凑；缺点是易堵，清洗较困难。
（4）中空纤维式反渗透器
中空纤维的外径通常为50～100μm，壁厚12～25μm，内径25～50μm，外径与内径比约为2∶1，故能受管内外的极大压差。一般将几十万根中空长纤维弯成U形装在耐压容器中，其开口端固定在圆板上用环氧树脂密封，构成反渗透器。在高压作用下，淡水透过每根纤维管管壁进入管内，由开口端汇集流出容器。这种装置的优点是单位体积内膜的填充密度最大，结构紧凑，无需承压材料；缺点是易堵，清洗困难，对进水处理要求很严。
3．反渗透膜组件及其排列
（1）膜组件
膜组件由一个或多个卷式膜元件串联起来，放置在压力容器组件内组成。膜组件的排列组合合理与否，对膜元件的使用寿命有至关重要的影响。
（2）段与级的概念
为了使反渗透装置达到给定的回收率，同时保持给水在装置内的每个组件中处于大致相同的流动状态，必须将装置内的组件分为多段锥形排列，段内并联，段外串联。
在反渗透系统中浓水流经一次膜组件就称为一段，流经n次膜组件，即称为n段，增加段数可以提高系统的回收率。反渗透淡水（产品水）流经一次膜组件称为一级，产品水流经n次膜组件处理，称为n级，增加级数可以提高系统除盐率。
（3）反渗透膜组件的排列组合
根据水质和用户的要求，反渗透可采用一级一段、一级多段、多级多段的配置方式组成水处理系统。图2-5所示为一级一段连续式系统。这种配置方式水的回收率不高，因而一般不采用这种方式。为提高水的回收率，将部分浓缩液返回液槽，再次通过膜组件进行分离，这样会使透过的水质有所下降。
图2-5 一级一段连续式系统
一级多段式配置适合大处理量的场合，这种方式最大的优点是水回收率提高，浓缩液的量减少。图2-6为一级多段连续式系统。这种配置方式在各段的组件膜表面上，水的流速不同，流速随着段数的增加而下降，容易使浓差极化加大，为此可将多个组件配置成段，而且随着段数的增加，组件的个数减少，可以采用一级多段连续式锥形排列，并加用高压泵，以克服多段流动压力损失。
图2-6 一级多段连续式系统
组件的多级多段式配置是将第一级的透过水作为下一级的进料液再次进行反渗透分离，如此延续，将最后一级的透过水引出系统，而浓缩液从后级向前一级返回与前一级的进料液混合后，再进行分离，这种方式既提高了水的回收率，又提高了透过水的水质，因而有较高的实用价值，实际工程中应用最多。多级多段式配置也有连续式和循环式之分，如图2-7所示为多级多段循环式系统。
图2-7 多级多段循环式系统
4．海水淡化系统及典型配置
（1）海水淡化系统流程
海水淡化系统流程如下所示。
海水→机组循环泵（或机组循环水排水虹吸井）→海水原水池→海水原水升压泵→絮凝沉淀池→超滤配水槽→超滤膜池→超滤膜组件→超滤透过液泵→超滤产水箱→一级RO海水提升泵→一级RO保安过滤器→一级RO高压泵和PX能量回收装置→一级RO膜组件→一级RO产水箱→二级R高压泵→二级RO膜组件→二级RO产水箱
（2）典型海水淡化系统的配置
反渗透（RO）系统采用带能量回收装置（PX）的一级海水淡化反渗透（RO）系统和二级预脱盐反渗透（RO）系统。
一级反渗透（RO）系统设计产水的总量为1440m3/h，分为6个系列，每个系列的最大处理量为240m3/h，其中部分产水作为工业用水、生活用水和消防用水，直接进入相应的工业水池、生活水池和消防水池，水量为960m3/h。水量为480m3/h的另一部分产水，再经三个系列，每个系列最大处理量为130m3/h，经二级反渗透（RO）系统进一步脱盐后，进入二级反渗透（RO）产水箱供补给水除盐系统用。
反渗透装置的水的回收率：一级海水膜不小于45%，二级淡水膜不小于85%。一级膜装置三年内总脱盐率不小于99.3%，三年后脱盐率不小于99%。二级膜装置三年内总脱盐率不小于98%，三年后脱盐率不小于97%。
5．水中有害成分对反渗透的影响
反渗透膜是反渗透技术的核心。水中有害成分的危害主要表现在对膜的作用上。膜受损后必将影响到反渗透装置的稳定高效运行。
（1）悬浮物和胶体物质很容易使反渗透膜孔堵塞，减小膜的有效工作面积，导致产水量和脱盐率降低。
（2）有机物对反渗透膜的影响各不相同。单宁酸等有机物会污染膜体、恶化水质；腐殖酸等有机物被膜截留但不污染膜；乙酸或丙酸等有机物能通过膜，使产品水质受到污染。
（3）细菌和微生物对反渗透膜的污染因膜种类不同而各异。醋酸纤维素膜易受细菌的侵蚀而降解，导致脱盐率下降；微生物污染会形成致密的凝胶层，降低流动混合效果，同时酶的作用会促使膜体降解和水解，引起水通量和脱盐率下降，压降增加。复合膜和聚酰胺膜虽不易受微生物侵蚀降解，但微生物的聚集繁殖也会导致产水率和脱盐率降低，并使膜的使用寿命缩短。
（4）游离氯（次氯酸HClO和次氯酸根ClO－）几乎可使所有反渗透膜（新聚砜膜除外）受到程度不同的破坏。其中，复合膜和芳香聚酰胺膜对之更为敏感，0.1mg/L的浓度就能使膜的性能恶化。而醋酸纤维素膜对之的耐受力较强，游离氯的浓度可达0.5～1.0mg/L。
（5）铁、锰、铝等金属氧化物含量高时，会在膜表面上形成氢氧化物胶体沉淀，使膜孔堵塞，损害反渗透膜的工作性能。
（6）水中高含量的SO
和SiO2均可在膜表面上析出沉淀形成结垢，使膜受到污染，水通量下降，压降下降，工作效率受损。