随着水资源污染的加重和人民对生活幸福感的提高,现有水厂常规处理工艺已难以应对高品质水质需求。超滤由于出水水质好、操作管理简单、占地面积小等优点,作为饮用水深度处理技术目前被广泛采用。但是,水源中的有机污染物会引起严重的膜污染,导致产水量下降、增大运行耗能和缩短膜的使用寿命,是限制超滤在给水处理领域大规模推广和应用的瓶颈。本课题针对东江水超滤过程中的膜污染问题,通过对污染物成分进行识别,并系统研究不同预处理工艺组合对污染物的去除及对膜污染的控制作用,从预处理处理的角度提出膜污染控制策略;最后,基于XDLVO理论从污染物-膜的界面作用角度解析膜污染作用机理,并进一步从微观角度对膜污染控制提出建议。具体研究工作及结论如下:1.通过研究东江水水质特性、超滤膜污染行为、膜表面污染成分以及洗膜液成分可知,东江水中化学可逆污染物主要为蛋白质类和大部分腐殖类污染物,而化学不可逆污染物质为多糖类和少部分腐殖类物质。对原水进行亲疏水分离可知,原水中NOM疏水性成分占比（强疏37.76%+弱疏28.82%）大于亲水性组分（33.42%）;而不同亲疏水组分对超滤膜造成的污染程度为:亲水性组分＞原水＞强疏水性组分≈弱疏水性组分。2.对不同季节原水水质特性成分进行分析可知,在冬春季（12-5月）污染物含量相对较低（腐殖类1.2 mg/L左右、蛋白质类1 mg/L左右、多糖类2 mg/L以下）,在夏秋季（6-11月）污染物含量相对较高,8月汛期达到最高值,腐殖类为2.6 mg/L、蛋白质类为2.2 mg/L、多糖类为6.3 mg/L。3.针对东江水的控制作用,单一预处理粉末炭吸附的最佳投加量是30 mg/L;聚铝混凝的最佳投加量为20 mg/L;高锰酸钾氧化的最佳投加量为0.1 mg/L。以腐殖酸为主的原水,使用氧化或混凝预处理对超滤膜污染的缓解作用优于吸附预处理;以蛋白质为主的原水,使用混凝或者氧化预处理作为预处理方式的效果明显优于吸附的处理效果;以多糖为主的原水,使用吸附对超滤膜污染的缓解作用优于混凝和氧化预处理。4.在组合预处理对东江水的控制中,吸附-混凝组合预处理工艺效果最佳,最优投加量为20 mg/L粉末炭+30 mg/L聚铝,对总有机碳、腐殖酸、蛋白和多糖的去除率分别为88.83%、83.53%、75.22%和86.12%;考虑到水厂现有混凝投药量较低（20-35mg/L）,本文通过试验确定组合预处理经济投加量为10 mg/L粉末炭+10 mg/L聚铝,对总有机碳、腐殖酸、蛋白和多糖的去除率分别为68.15%、72.52%、73.15%和77.15%。与水厂现有混凝沉淀工艺相比,组合预处理（最佳投加量及经济投药量）能够更加有效地控制膜污染。5.经过超滤中试试验验证,超滤工艺衔接在沉淀池后,不仅能保持较低的跨膜压差运行,提高出水水质,又能减少砂滤工艺的投入和运行能耗。最佳组合预处理最优投药量对超滤膜污染的缓解效果好,能够减少运行能耗、减缓膜污染、延长膜使用寿命。内压式PES膜（Inge）和外压式PVDF膜（Memstar）更适合以东江水为原水的超滤工艺水厂使用。6.研究水化学条件（p H、离子强度、钙离子）对腐殖酸（HA）、牛血清白蛋白（BSA）和海藻酸钠（SA）的膜污染影响可知;对于BSA,严重的污染发生在p H值接近等电点,而HA和SA随着p H增加对超滤膜的污染减缓;此外,随着离子强度和钙离子浓度的增加,三种污染物对超滤膜的污染加重。7.采用XDLVO理论分析不同污染物-净膜及污染物-污染的膜界面作用能垒大小依次为BSA,HA,SA;这与三种污染物的通量行为相符;这是由于降低的界面能垒减弱膜表面对污染物的抵抗作用,增加污染物向膜表面的沉积。此外,膜过滤后期的稳态通量值强烈依赖于污染物-污染的膜界面作用;在不同p H值条件下,三种污染物过滤后期的稳态通量值与污染物-污染的膜界面能垒值呈现正相关,即能垒越高,通量越高。因此,从微观角度来说,可通过水化学调配等手段使污染物-净膜及污染物-污染的膜具有较高的界面排斥能垒,进而缓解膜污染,对保证超滤工艺的稳定运行具有重要意义。