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随着我国最新饮用水标准的颁布实施，重点突出了水质安全性问题，而传统的水处理工艺已经无法满足日益严格的饮用水水质标准要求。超滤膜技术在保障水质安全性上具有突出的优势，而其中又以浸没式超滤膜具有产水量高而且安装操作方便等优点，应用前景广阔。但膜污染始终是限制该技术发展的瓶颈问题，采用膜前预处理能够有效控制膜污染。本研究选择了在实际中应用性较强的微絮凝、粉末活性炭等两种预处理工艺与浸没式超滤膜相集成，初步探讨在两种预处理条件下膜污染的形成机理，并在此基础上考察三种运行参数投加量、曝气强度及排污时间的改变对膜出水水质及膜污染的变化影响，提出在加强水质效果的同时又能有效控制膜污染的措施。实验首先进行了长时间的稳定运行，对比两种工艺的膜污染速度，初步探究在两种预处理条件下膜污染形成机理。结果表明，在两组工艺对DOC去除率均为28%的条件下，微絮凝-超滤工艺中TMP增长速度0.47kPa/d，活性炭-超滤工艺为0.27kPa/d，微絮凝-超滤污染较快。通过对化学清洗液分析可知膜污染主要成分为亲水性、低分子量有机物，同时含有微量的金属离子如Al、Fe、Mn、Zn、V、Cu、Ba、Ti、Ni、Pb、As、Cs等。其中Al离子在微絮凝-超滤化学清洗液中含量为18.29mg/L，显著高于活性炭-超滤的1.568mg/L，加剧膜污染。采用XPS仪器分析膜污垢成分主要为含氧有机物，并结合微量的Al、Si等无机元素。同时应用三维荧光谱对膜污染过程中有机物进行表征可知，在微絮凝-超滤中，II（色氨酸类蛋白质）、III（富里酸类物质）是造成膜污染的主要物质，而在活性炭-超滤中，IV（可溶性生物代谢物）是造成膜污染的主要物质。考察运行参数对微絮凝-超滤工艺中膜污染的控制影响，结果表明，投加3mg/L的PACl可将UV254、DOC的去除率提高至28%、24%，投加量增加，有机物去除效率增加，膜外部污染逐渐降低。相比直接过滤原水4.8%的膜内污染速度，微絮凝预处理可将其有效控制在1%以下，在常规最佳投加量为4mg/L（电位接近于零）条件下，采取减量投加3mg/L（电位为负）的方式可将膜内部污染控制在最低；曝气的加强会导致膜出水颗粒数增加，在气水比为9:1、12:1的曝气强度下对有机物有较好去除效果，同时曝气可效减缓膜污染，在气水比增至9:1时，能将膜外部污染降低54%，内部污染速度控制在0.07%（无曝气时0.2%），基本达到控制膜污染的限度，继续加强曝气不能够再降低膜外部污染，甚至会加剧膜内污染；排污周期的延长会降低有机物的去除效率，造成膜池内SS的累积，从而加重膜滤饼层污染，24h排污一次可缓解此问题。考察运行参数对活性炭-超滤组合工艺中膜污染控制影响，结果表明，活性炭预处理能够加强对颗粒物的去除，同时PAC投加量的增加可显著提高有机物的去除效率，在投加量增加至10mg/L时，对CODMn、UV254的去除率分别提高16%和19%，基本达到有机物的去除限度。最初投加PAC能够促进超滤膜滤饼层污染的形成，但继续增加PAC投加量又可降低膜滤饼层污染；加强曝气会导致膜出水颗粒数增加，但能够通过提高膜池内悬浮态活性炭浓度来加强对有机物的去除，气水比提升至12:1时，CODMn、UV254的去除率可分别提高6%、9%，同时曝气能够缓解膜表面滤饼层污染的形成，减缓膜内污染速度；排污周期时间的延长可造成膜池内活性炭吸附饱和，从而降低了有机物的去除效率，排污周期延长至48h和72h对CODMn、UV254的去除率分别下降3%和5%，因此可通过采取24h排污一次的方式来加强对有机物的去除。