超滤直接工艺凭借着优异的截留能力逐步发展并成为第三代饮用水技术,但膜污染问题阻碍其发展和应用。超滤直接过滤工艺简单便捷,通常在原水水质较好时使用,虽然原水水质可能长期较好,但短期会受到降雨和人为等因素影响,使得原水水源出现季节性和突发性高浊度,进而导致原水短期污染物上升,造成出水水质恶化,使得膜污染迅速加剧。一年中存在的突发性污染是短期的,水厂出于经济和实用性考虑,难以短时间改变工艺流程,给以超滤直接过滤工艺及其组合工艺处理设施为核心的水厂带来一定的负荷。本文正是针对这一问题,以季节性、突发性高浊水为研究,对超滤工艺进行参数优化,为其应对突发性高浊度水处理提供理论和应用参考。本研究主要对超滤工艺进行优化,对超滤工艺应对突发性高浊度水的污染物的去除效能以及膜污染情况进行了探讨,发现通过改善曝气条件、强化反冲洗条件以及通过预处理组合工艺的优化,能够有效提高工艺应对突发性高浊度水对高锰酸盐指数、UV254、荧光响应的有机物、浊度的去除效果。针对以超滤直接过滤为核心的工艺,在应对较高浊度的突发性变化,无需投加化学药剂,可采用增设曝气或优化水力反冲洗条件的方式有效缓解膜污染,选择合适的曝气强度和曝气方式是曝气对超滤工艺优化的重要考量,当原水浊度为100 NTU以下时,选择0.5 L/min曝气强度能够有效缓解膜污染,曝气强度最优时,相比无曝气条件,跨膜压差的上升仅为40%左右,对有机物和氨氮的去除略有提升,但对荧光物质的去除提升显著。当曝气方式采用间歇曝气时,能够起到持续曝气相同的去除效果,曝气产生的能耗能够降低。当反冲洗周期为15分每冲洗1分钟,水力反冲洗通量为2倍时,膜运行效果较好。当突发性高浊度水造成的膜污染较为严重时,可通过优化反冲洗条件进一步缓解膜污染,如采用适时投加次氯酸钠进行持续性反冲洗,发现次氯酸钠浓度为20 mg/L时,每天投加一次,对膜污染缓解效果显著,此外,还可通过次氯酸钠和柠檬酸进行恢复性清洗,从而将跨膜压差恢复至接近运行的初始跨膜压差。通过扫描电镜分析发现,曝气和反冲洗参数优化,使得膜表面的滤饼层变得更加粗糙不均匀和疏松,证实了水力条件的优化能够减小超滤膜表面的滤饼层阻力。针对有机物较高的突发性高浊度水源时,本文研究了超滤组合工艺的去除效能情况,研究了铁盐和铝盐混凝剂的种类和投加量对原水水质预处理的影响,当采用铁盐混凝剂投加10-15 mg/L时,对浊度和有机物处理效果最优。最后本文重点比较了超滤直接过滤、超滤直接过滤/曝气、在线混凝/超滤、在线混凝/超滤/曝气、混凝/沉淀/超滤、混凝/沉淀/超滤/曝气这几种工艺条件下对突发性浊度恶化的适配能力,其中发现混凝/沉淀/超滤与在线混凝/超滤的去除效果较好且差异不大,因此在水厂无条件增设混凝沉淀池时,可通过增加在线混凝工艺,缓解膜污染,对浊度去除率达到99.86%,氨氮去除率达到21.42%,高锰酸盐指数去除率达到44.35%,UV254的去除率效果33%,此外,还通过三维荧光和红外分析等方法对超滤膜污染机理进行了进一步探究。本研究探究了强化曝气、强化反冲洗条件,强化预处理工艺对超滤膜污染的控制效果和机理,并提出了不同情况下有效应对突发性高浊度水处理的方法,尽可能的降低了运行能耗,极大的保障了饮用水安全健康,为超滤处理突发性高浊度水理提供了一定的理论和应用参考。