水源决定工艺流程，而不是地区
水处理工艺是照着它将接收的那股水来选的，而那股水是一组测量值，不是一个地点。买家常常一上来就说装置要去哪个国家或哪座城市，并期待从这句话里直接得出一个配置。国家能告诉你供电、许可和运输路线，却告诉不了你工艺。相距一公里的两口井，水温可以一样而氟化物浓度不同；同一条河，在旱季末可以是软而清的，一个月后却带咸味。
一个国家内部的差异，通常比两个国家之间的差异还大。同一个国家里，沿海的装置和高原上的装置可能需要不同的工艺流程；而分处边境两侧、抽同一层含水层的两座装置，可能需要的流程完全一样。选型从一份原水分析开始，询价时该带上的是这份分析，而不是一个国名。
改变设计的五个参数
两套工艺流程之间的差别，大部分由五个参数承担；拿到一份分析报告后先看这五项，比翻样本册更快找到工艺。地表水与地下水的区分是有用的第一刀——地表水带着悬浮固体和较轻的溶解物，地下水通常清亮，问题都溶在水里——但下面这五个参数并不被这一刀切开。
- 溶解性总固体与含盐量。低于约 1000 mg/L 时水是淡水，工艺流程就是过滤加消毒。约 1000 至 10000 mg/L 之间属于微咸水，通常正是在这个区间考虑微咸水反渗透，运行压力一般描述为约 7 至 25 bar。这些分界是工程惯例而不是标准，应当当作一个起步方法读，而不是当成规格。
- 硬度。钙和镁会在管道、换热器和膜的内壁结垢。它对应增加的环节是软化——石灰加纯碱，或者离子交换——而当下游有膜时，硬度决定了膜是被保护还是被损坏。
- 铁与锰。超过铁 0.3 mg/L、锰 0.05 mg/L 这两个二级标准值（美国 EPA 饮用水二级标准）后，水会留下污渍并带金属味；这个水平的除铁是一个氧化环节——曝气或加氯——后面接过滤，而不是一个膜环节。
- 氟化物与砷。两者都是溶解态的，也都具有地域性，所以既不能假定它存在，也不能假定它不存在。除氟通常是靠专用介质吸附，浓度高时用膜环节；除砷则可以用氧化加混凝、吸附、离子交换或膜。
- 浊度与它的季节性。这是变化最大的参数，而且跟着日历变。WHO 关于浊度的综述把常规过滤出水的目标定为：至少 95% 的时间不超过 0.3 NTU，任何时候不超过 1 NTU，进入消毒的水低于 1 NTU。
地表水：高浊度、低矿物负荷——一体化设备能覆盖什么
为河流或湖泊建的饮用水处理工艺，本质是一套除固体工艺，常规流程已经相当成熟：混凝使颗粒失去稳定，絮凝把它们长成能沉降的絮体，沉淀让它们沉下来，过滤截住没沉掉的，最后消毒收尾。由于溶解性负荷通常较轻，地表水的流程可以保持简单。
一体化净水设备打包的正是这套流程。加药、絮凝、沉淀和过滤合装在一个撬块上，适合低溶解性总固体、高浊度的地表水：它做的是机械和水力方面的活，不靠膜，所以安装和运行都简单。
地表水上的麻烦在季节，不在平均值。浊度是以事件的形式来的——久旱后的第一场雨、上游的施工季、一次藻华——按年均值定规模的装置，恰恰在最要紧的那几天不够用。把设计浊度定得高于均值能吸收一部分，在装置前面设置蓄水或调节则吸收剩下的部分。
地下水：氧化、软化、吸附，以及反渗透什么时候值得上
地下水通常清、凉，没有那些主导地表水设计的悬浮固体，它的负荷都在溶液里。没什么可沉淀的，所以环节是化学和吸附性质的，而不是物理性质的；设计所依据的正是那份溶解性参数分析。
铁、锰和硬度是常规情况。在超过二级标准值的地方，氧化后接过滤可以把铁和锰去掉；软化则用石灰加纯碱或离子交换去除硬度。两者都不需要膜，而在未氧化的铁前面装一道膜，正是把一块本来根本不必要的膜弄污的常见做法。
氟化物和砷是让地下水变得有意思的两种情况，而这两者的地域性，单说一个地区是描述不出来的。在东非大裂谷，主要问题是氟而不是盐：在埃塞俄比亚主裂谷，31% 的深井和 38% 的浅井超过 WHO 1.5 mg/L 的准则值，坦桑尼亚梅鲁山的泉水据报道达到 15 至 63 mg/L。在孟加拉国，问题是砷：50 个县超过 50 µg/L 的国家标准，59 个县超过 WHO 的 10 µg/L。处理路线也随之不同——氟用吸附；砷用氧化加混凝、吸附、离子交换或膜。
当溶解性负荷高到让其他环节不划算时，反渗透才值得上，实际中也就是进入了微咸水区间。顺序很重要：铁、锰、硬度和浊度都要在膜之前去掉，因为膜去除的是溶解盐而不是固体，而任何能析出的东西都会析出在它的表面上。
「非洲 = 反渗透」什么时候是错的，「亚洲 = 一体化设备」什么时候也是错的
出口业务里流传着两个地域默认值，而它们的失败方式一样：把一个大陆当成了某种水质。第一个是非洲的地下水需要反渗透。大部分并不需要：对整个大陆的水文地质测绘显示，那里的地下水大部分是低溶解性总固体的淡水；对一股淡水源一律上膜，是过度设计，会消耗电和清洗药剂，并排出一股有些场地根本没法处置的浓水。西非的沿海含水层是那条反证规则的例外，它的问题是海水入侵和蒸发造成的盐化，而不是氟或砷。
第二个默认值是亚洲的项目总能用一体化设备覆盖。在湄公河三角洲就不能。2020 年旱季，4 g/L 等盐度线从海岸向上游推进了 90 至 95 km，13 个省受到咸潮入侵影响。到那一步水已经是微咸水，而一套混凝、沉淀、过滤的一体化流程能去掉固体，却把盐留在原处。这种情况需要微咸水反渗透，或者换一个水源。
这两个默认值朝着相反的方向出错，而这正是要点。裂谷是一个氟问题，而许多买家会假定那个地区的问题是盐；湄公河三角洲是一个盐问题，而许多人会假定那个地区的问题是浊度。做决定的是参数，而参数在分析报告里。
出口这一层：电网、标准和现场维护得了什么
有三件事在水本身之外，却仍然会改变工艺流程，而这三件事在报价前定下来，都比到货后再定要好。第一件是供电：频率和电压是目的地电网的属性，而变压器改变的只是电压，永远不是通过它的频率。询价时应当把电压、频率和相数作为三个独立的数字写清楚，驱动装置就按它们来选。
第二件是限值。装置能排放或回用多少，由目的地监管机构和为该场地签发的许可证决定，而不是由供应商决定；该去读的地方是主管机构自己公布的法规。两个容易查证的例子：在菲律宾，综合排放标准由环境与自然资源部以 2016-08 号行政命令发布；在印度尼西亚，生活污水水质由 P.68/MENLHK/SETJEN/KUM.1/8/2016 号部长条例规定，而同一个省可以就同一股排放物定出更严的值。其他地方方法一样——找到签发许可证的主管机构，读它的文件，而不是读样本册里的一张汇总表。
第三件是维护。膜流程需要按周期投加清洗药剂，最终还要更换膜组件，所以一个附近没有供应商、也没有值班操作员的场地，和两者都有的场地，规格是不一样的。以过滤为主的流程要更换的东西更少，而最终建起来的装置，应当是现场能一直开下去的那一套。
常见错误
- 按国家选流程。国家决定电网和许可，分析决定工艺。
- 以为地下水就一定要处理。当溶解性负荷属于淡水水平时，正确的流程可能只是消毒，别的几乎什么都不用。
- 把铁和锰交给膜。它们是氧化加过滤的问题，而未氧化的铁会把它后面的膜弄污。
- 按某一个季节的一份水样定规模。浊度、含盐量和氟化物一年里都在变，设计应当落在最难的那一端。
- 指望一体化设备处理含盐量。混凝、沉淀和过滤去除的是固体，溶解盐仍然留在水里。
- 询价时不提电网。电压、频率和相数是三个值，只用一个电压描述的现场，等于把另外两个留空。
- 设计一套现场维护不了的流程。清洗药剂、更换组件和受过培训的操作员，都是规格的一部分。
自查清单
一份原水分析只要带上下面这些内容，就能回答设计问题；询价里有了它们，不必再来一轮澄清就能报价。
- 溶解性总固体，使淡水与微咸水的分界是已知的，而不是假定的。
- 硬度、铁和锰，在同一份水样上测出。
- 氟化物和砷——当该地区以其中任一项出名时。
- 浊度按一年内的范围给出，并点明最差的季节，而不是一个单一数值。
- 水源本身——井、河、湖，还是几者的组合——以及它是否预计会变化。
- 装置必须供出的流量，峰值和平均都要。
- 供电的电压、频率和相数，以及排放口和适用于它的限值所属的主管机构。
- 由谁来运行这套装置，以及什么样的支持能到达现场。
某一股水源所对应的环节，是从上面这份清单推出来的，而不是从地域默认值推出来的；而它们的具体布置——投加量、滤料、膜面积和清洗周期——要针对你的原水与制造商确认，而不是从一张通用数字上取。