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绝大多数情况下的水源是不能直接进入反渗透膜元件，因为其中所含的杂质会污染膜元件，影响系统的稳定运行和膜元件的使用寿命。预处理就是根据原水中杂质的特性，采取合适的工艺对其进行处理，使其达到反渗透膜元件的进水要求的过程，因其在整个水处理工艺流程中的位置在反渗透之前，所以称为预处理。
对于反渗透系统，习惯地把进水分为地下水、自来水、地表水、海水、废水(中水)等，这些水体受各种因素的影响，不同的地理条件，不同的季节气候导致水体的特性及其所含的杂质有所不同，因此反渗透预处理工艺也会有所不同。合理地预处理应该能满足如下要求:
1. 反渗透预处理必须能够去除原水中的绝大多数杂质，达到进水要求;
2. 反渗透预处理必须考虑水质的变化，防止原水水质波动时影响整个系统的稳定运行;
3. 反渗透预处理工艺必须能够高效、稳定的运行，同时尽量简化流程，降低投资和运行成本;
1.1 絮凝和絮凝过滤
絮凝处理的对象是原水中的小颗粒悬浮物和胶体。
浊度小于70 度的原水，一般采用多介质过滤，可采用重力式过滤或压力式过滤器。滤料的要求与普通双滤料滤池不同，颗粒较大，滤料中的无烟煤要求在酸碱中稳定，石英砂要求耐酸，在碱性溶液中有微量的溶出。采用絮凝过滤时用铁盐作絮凝剂的效果优于铝盐。过滤器的设计产水量应包含后续处理工艺的耗水量和过滤器自身的耗水量即冲洗水量。
1.2 吸附
吸附法是利用多孔性固体物质，吸附水中的某些污染物质在其表面，从而达到净化水体的方法。吸附法能去除的污染物包括:有机物、胶体、余氯，还能去除色度和嗅味等。
1.2.1 活性炭吸附
活性炭是用烟煤、无烟煤、果壳或木屑等多种原料经碳化和活化处理制成的黑色多孔颗粒。活性炭的物理特性主要指孔隙结构及其分布，在活化过程中形成各种形状和大小的孔隙，因而形成了巨大的比表面积，与水的接触面极大，因而吸附能力很强。活性炭不仅能吸附水中的各种污染物，还可以吸附废气中的SO2 等污染物，因此在环保、水处理等领域有着广泛的用途。
1.3 精密过滤器(保安过滤器)
用以去除极微小的颗粒。普通砂滤能够去除很小的固体颗粒，使出水浊度达到1 左右，但出水仍然含有大量粒径在1~5μm 的颗粒，这些颗粒是砂滤无法去除的，虽然颗粒极小，可是如果直接进入反渗透主机，在RO 膜的浓缩作用下，仍然会造成膜元件的污染，要去除这些颗粒，就必须采用精密过滤。精密过滤器常设置在压力过滤器之后，有时也设置在整个预处理工艺的未端防止破碎的滤料、活性炭、树脂等进入反渗透系统，尽量做到不将上道工序产生的微粒带到下一道工序中去。滤孔孔径应与水中所含杂质的粒相匹配，避免过粗或过细。
1.4 氧化
氧化是利用强氧化剂氧化分解水中污染物的一种化学处理方法。对于反渗透系统预处理而言，氧化通常是为了去除两类物质:
① 有机物
② 铁、锰
1.5软化
软化是指采用化学方法，去除水体中硬度的处理方法。分为离子交换软化和药剂软化两种。目前反渗透预处理常用的软化方法是离子交换软化。离子交换软化是指采用离子交换剂，将水体中硬度组成部分钙镁等离子同离子交换剂有效交换基团(通常是钠离子)反应，从而使水质达到软化的效果。