在高倍浓缩或零排放系统中，随着浓缩倍数的逐步提高，钙、镁、硅、钡、锶等硬度离子浓度也逐步提高，无论后续浓缩工艺是采用高压反渗透、电渗析或者蒸发，都将面临结垢问题。因此，针对水中不同的离子成分投加不同软化剂的化学软化工艺在高倍浓缩或零排放系统中不可或缺。目前常见的软化工艺分两种，一种是加药、沉淀后再使用砂滤、超滤（视浓缩终点再使用离子交换树脂进一步降低硬度）的传统软化工艺，另一种是使用管式微滤膜的软化工艺。
先通过一幅动图了解传统软化工艺的大致过程：
可见，造成传统软化出水硬度在2-3mmol/L（以碳酸钙计硬度200-300ppm）的关键原因并非加药量不够或沉淀不好，而是为了防止砂滤的板结而进行的酸回调。在很多高倍浓缩工艺中，为满足浓缩倍数的需求，会在传统软化后再上离子交换树脂，进一步将水中的钙镁等去除。但也存在多个问题：
树脂再生需要大量酸碱，在零排放系统中又引入新的盐分，加重系统负荷
含非常高硬度的再生废水需再次软化处理
无法对硅做到有效去除
在使用管式微滤膜软化的工艺中，投加软化剂后反应形成沉淀物的水直接在碱性条件下进入管式微滤膜，在高流速下实现极致固液分离，其出水回调pH后可直接用于后续工艺。出水水质钙、镁＜20ppm，总硅＜10ppm。
以陕西地区某化工园区废水零排放系统为例，大体工艺流程如下：
在该系统中存在两大问题：
1. 在最初的系统设计时，忽略了硅垢，虽经过传统软化和软化树脂，但对硅基本无去除，导致在二级RO浓水侧大量结硅垢。硅垢目前并没有好的清洗方法，清洗无法恢复，只能换膜。后续DTRO也无法运行。
现场换膜成本高昂
2. 树脂再生废水高镁高钙高盐分，为了实现零排放，需再次对其软化处理。
水质分析如下：
指标 | 二级RO浓水 | 树脂再生废水 |
TDS（mg/L） | 23100 | 31165 |
pH | 7 | 7.8 |
Ca2+（mg/L） | 25.2 | 1230 |
Mg2+（mg/L） | 15.3 | 620 |
Na+（mg/L） | 8013 | 9010 |
HCO3-（mg/L） | 1212 | 80 |
SO42-(mg/L) | 7700 | 9602 |
Cl-(mg/L) | 5989 | 10601 |
SiO2(mg/L) | 161 | 35 |
解决方案
RO浓水软化工艺
树脂再生废水软化工艺
软化出水水质
指标 | RO浓水 | 树脂再生废水 |
TDS（mg/L） | 27545 | 32630 |
pH | 7 | 7.8 |
Ca2+（mg/L） | 18.2 | 17.2 |
Mg2+（mg/L） | 14.2 | 18.1 |
Na+（mg/L） | 9832 | 11831 |
HCO3-（mg/L） | 1172 | 98 |
SO42-(mg/L) | 7660 | 9602 |
Cl-(mg/L) | 8800 | 11091 |
SiO2(mg/L) | 9.6 | 8.9 |
经过管式微滤软化工艺后，出水硬度完全可满足后续浓缩倍数要求。
现场图片
目前该项目已完成调试，出水水质稳定。
出水水质优于传统软化除硅方法，钙、镁<20ppm，总硅<10ppm；
无需设置沉淀池，一步到位，结构紧凑，大大节省占地空间；
减少软化剂使用量，也无需PAM，避免对后续系统造成有机堵塞。
