1. 课程导入与选型问题界定
膜分离工艺选型的第一步，不是查膜厂家样本，也不是先算通量，而是把"要分离什么"说清楚。微滤（MF）、超滤（UF）、纳滤（NF）三者常被并列讨论，但它们的分离目标分属不同尺度：微滤主要截留悬浮颗粒、胶体和部分细菌，孔径大致在 0.1～10 μm；超滤截留大分子有机物、蛋白质、胶体与病毒，切割分子量通常在 1～1000 kDa；纳滤则在截留小分子有机物和多价离子的同时允许部分一价离子透过，切割分子量约 200～1000 Da。选型错误往往不是参数算错，而是把"除浊"当成了"除盐"，或把"浓缩大分子"当成了"提纯小分子"。
因此本课程建立四维选型框架：水质决定膜能否胜任，通量决定膜面积与投资，截留率决定分离效果是否达标，回收率决定系统水耗与浓水处置成本。四者互相牵制——追求高回收率会抬高浓水侧浓度和渗透压，进而压低通量、加剧污染；追求高截留率可能要求更致密的膜，通量随之下降。选型的本质是在这四个维度间找到满足约束的可行域，而不是把某一项做到极致。
把框架落到操作上，第一步是给原水做"体检"。至少需要浊度、悬浮物、COD 或 TOC、目标污染物分子量分布、含盐量与离子组成、pH、温度这几项。以某地表水为例（示例假设值）：浊度 15 NTU、COD 25 mg/L、TOC 6 mg/L、电导率 600 μS/cm。若目标是去除浊度与细菌，微滤即可胜任；若还要去除大分子有机物以保护后续反渗透，则需超滤；若目标是软化或去除部分色度、二价离子，才轮到纳滤。判断依据是目标物的尺度落在哪条膜的截留区间内，而不是凭经验"往高处选"。
第二步是把水质目标翻译成可量化的截留率要求。截留率定义为 R = (1 − Cp/Cf) × 100%，其中 Cp 为产水浓度、Cf 为进水浓度。例如要求产水浊度 ≤ 0.2 NTU、进水 15 NTU，则浊度截留率需 ≥ 98.7%；要求 TOC 从 6 mg/L 降到 1.5 mg/L，则 TOC 截留率需 ≥ 75%。这两个数字直接决定了膜的切割精度，也提示我们：微滤对浊度绰绰有余，但对溶解性 TOC 几乎无效，必须由超滤或纳滤承担。
第三步是通量与膜面积的匹配。设计通量需按水质留足余量：微滤处理高浊度地表水常取 40～80 L/(m²·h)，超滤取 40～60 L/(m²·h)，纳滤取 15～25 L/(m²·h)（均为示例参考区间，实际须以中试或厂家数据校核）。膜面积 A = Qp / J，其中 Qp 为产水量、J 为设计通量。若产水 50 m³/h、超滤设计通量 50 L/(m²·h)，则 A ≈ 1000 m²，再按单支膜面积折算支数并加 10%～15% 余量。通量取值过高会加速污染、缩短化学清洗周期，取值过低则投资浪费，这一步是选型中最容易被"拍脑袋"的环节。
第四步是回收率校核。回收率 Y = Qp/Qf × 100%，浓水排放量 Qc = Qf − Qp。超滤常规错流回收率可达 85%～95%，纳滤受渗透压与结垢限制常取 50%～75%。回收率提高意味着浓水侧目标物浓度按浓缩倍数放大，若原水硬度或硅含量偏高，必须同步评估结垢风险并设置阻垢或软化措施。选型报告里应同时给出产水量、浓水量与浓缩倍数，而不是只写一个回收率数字。