影响反渗透系统的各种离子因素
影响反渗透系统的各种离子因素
阳离子与阴离子
阳离子是正价离子，可吸收电子；阴离子是负价离子，有剩余电子；正负离子可以相互作用。他们对电子的共享形成电中性。例如，钙是二价阳离子可以结合两个单价氯离子形成电中性的氯化钙。不论计量单位是ppm、碳酸钙或meg/l，水中的正负离子浓度均相等。极性弱的阴离子硅虽计入TDS，但不参与阴阳离子平衡。
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给水中TDS增加时难溶盐的溶解度随之增加。为在计算硫酸钙、硫酸钡、硫酸锶或SDSI的溶解度时计及上述现象的影响，需要计算水中的离子强度：单价离子的强度是其以碳酸钙计ppm浓度乘以1×10-5，二价离子的强度是其以碳酸钙计ppm浓度乘以2×10-5，依此计算各价离子的强度。总加各类离子的强度即为水的总离子强度。
钠离子（Na）
钠是单价阳离子，钠盐的溶解度很高，不会在RO系统中造成结垢。海水中钠是主要的阳离子。作为阳离子的钠，在RO给水分析中自动与其它阴离子相平衡。饮食中钠的摄取浓度范围是从低钠的2000 mg/L到平均的3500 mg/L。美国EPA已设立了饮用水水质标准（DWEL），规定饮用水中钠为20mg/L。每天饮用2升100 mg/L钠含量的饮用水只有200 mg钠。每加仑10打兰（171.2 mg/l）硬度的相对硬水经软化后只含钠79 mg/L。
钾离子(K)
钾是单价正离子，在水中钾的含量较钠低得多，且有很高的溶解度，不会造成RO结垢。
镁离子(Mg)
镁是二价阳离子。镁在苦咸水硬度中约占三分之一，但在海水中可比钙的含量高出五倍。镁盐的溶解度较高，在RO系统中通常不会造成结垢问题。
钙离子(Ca)
钙是二价阳离子，钙于镁同为苦咸水中硬度的组成部分。在使用阻垢剂时，硫酸钙（CaSO4）（石膏）的溶解度可达230%。碳酸钙的溶解度LSI（朗格里尔指数）值可达+1.8－+2.5。
锶离子(Sr)
锶是二价阳离子。硫酸锶的溶解度很低，可能在RO系统的后端造成沉淀。当硫酸根浓度增加或温度降低时，硫酸锶的溶解度将降低。通常，铅矿附近的井水中含有小于15 ppm浓度的锶。硫酸锶的饱和浓度为100%，而使用阻垢剂时，饱和浓度可达800%。
钡离子(Ba)
钡是二价阳离子。硫酸钡（BaSO4）的溶解度很低，能够在RO系统的浓水出口侧造成沉淀。温度降低与硫酸盐浓度增高均使硫酸钡的溶解度进一步下降。钡一般出现在井水中，浓度一般小于0.05－0.2 ppm。钡的检测必须在精度为0.01 ppm（10 ppb）水平的仪器上进行。饱和度为100%，使用阻垢剂时可达6000%。
锰离子(Mn)
锰是井水与地表水中的污染物，其含量可达3 ppm。如铁一样，地表水的有机物中存在锰。在无氧气的水中锰呈溶解状态，氧化后呈不溶的黑色二氧化锰沉淀。暴露于空气中的反渗透给水中锰的警戒水平是0.05 ppm。由于会产生黑锈，在饮用水标准中规定了锰含量限值为0.05 ppm。用于控制铁污染的分散剂也可以用于控制锰污染。
铁离子（Fe）
铁是以两种形式存在的污染物。溶于水的形式为二价铁。不暴露于空气的井水中，二价铁类似于钙、镁，可通过软水器去除，或在RO原水中加入分散剂以控制RO系统尾部的沉淀。不溶于水的形式为三价铁。膜生产商建议RO给水中的全部铁含量低于0.05 ppm。如果全部的铁均为可溶的二价状态且pH值低于7.0，可以允许0.5 ppm含铁浓度（尽管此时建议使用分散剂）。空气与可溶二价铁的接触可将其氧化为不溶的三价铁。井水之中一般存在可溶的铁，当井水被置于容器或水泵密封不严时，即可使二价铁变为的不溶的三价铁。可溶铁可以用分散剂处理，或用铁过滤器、软水器、软化法加以去除。而不溶的三价铁氧化物或以胶体形式存在的氢氧化铁，将污染RO系统的前端。不溶铁的来源是暴露于空气中的井水、地表水、无衬里管路与容器的铁锈。
不溶铁的去除可采用铁过滤器、石灰软化法、软化器（部分去除）、超滤器（部分去除）及在给水中加有聚电解质的多介质过滤器（部分去除）。在锰砂过滤器中使用高锰酸钾须十分注意，因该氧化剂可损伤任何聚酰胺膜。使用阳离子聚电解质同样需要注意，它能够永久污染带负电荷的聚酰胺膜。建议RO系统、预处理系统及RO的供水配水系统中的容器或管道使用耐腐蚀材料（如：FRP、PVC或不锈钢）。作为污染物的铁含量的增加，会造成给水压力及淡水TDS增加。有时铁还会造成生物污染问题，因为它会成为食铁还原菌的食品。食铁还原菌能够生成粘性的生物膜，造成RO给水通道的阻塞。
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由于铝的可溶性很差，在井水或地表水中不会有很高的浓度。在RO给水中的铝是以胶体形式而不是以离子形式出现，它是市政给水系统或现场处理时澄清池、石灰软化器产生的明矾残留物造成的。明矾（硫酸铝）是常用的絮凝剂，对地表水中带负电荷的胶体（淤泥与黏土）起吸附与沉淀作用。明矾溶入水中变成三价铝与硫酸根。铝离子的水合物与水发生反映形成大量的氢氧化铝水合物，进行聚合并开始吸引水中的负电荷胶体，并会发生铝质胶体在系统中的污堵。因此，在RO给水中0.1－1.0 ppm的铝已达到报警水平。由于铝是中性的，性质较为复杂，在低pH值条件下，铝以带正电荷的三价阳离子或氢氧化铝形式存在；在高pH值条件下，铝以带负电荷的阴离子复合物形式出现。铝合物最小溶解度的范围内，pH值为5.5－7.5。
