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锑(Ⅴ)对动植物会造成慢性或急性中毒,混凝沉淀工艺除锑效果有限,超滤工艺与其联用可强化混凝效果,但膜污染成为其推广应用的限制条件,将絮体负载于超滤膜表面使其成为污染物和超滤膜之间的隔离层,在提高絮体对重金属吸附去除效果的同时,还能有效地缓解膜污染。本课题将预负载水样在混凝过程中产生的絮体预负载于超滤膜表面,提出“混凝-絮体预负载超滤”(CFPLU:Coagulation-Floc-Preloaded-Ultrafiltration)联用工艺,并深入探究该工艺对污染物的去除效能及相应的膜污染机理。考察了不同含固率的预负载絮体水样在超滤膜表面形成的预负载絮体层特性,发现预负载絮体层越厚,断面裂痕宽度越大,对污染物的截留能力越低,此时污染物直接接触超滤膜的机会增大,对其造成污染;预负载絮体层具有疏松多孔的特性,且Zeta电位为负值,与超滤膜表面之间存在静电斥力,容易通过水力反冲洗去除。将聚硫酸铁(PFS)投加量、慢速搅拌时间、水样pH值和预负载絮体水样含固率作为考察条件,研究联用工艺的除锑(Ⅴ)效果,其结果表明,各混凝条件下CFPLU工艺对污染的去除率优于混凝沉淀(CFS)工艺对污染的去除效率,其腐植酸去除率均在95%以上,最佳条件下的出水锑(Ⅴ)浓度低于1μg/L,而CFS工艺的出水锑(Ⅴ)浓度均远高于5μg/L;慢速搅拌时间和含固率对锑(Ⅴ)的去除效率影响较小,且水样pH值为4-6、投加量为30-70mg/L时,CFPLU工艺对锑(Ⅴ)的去除效果最好;各考察条件下,超滤膜不可逆污染、可逆污染、总污染数值均随相应条件的值先降低后增加,超滤膜表面形态也各不相同。慢速搅拌时间较短,污染物吸附未达平衡。在适宜的慢速搅拌时间下,水样呈弱酸性,且PFS投加量大时,产生的吸附位点增多,腐植酸与锑(Ⅴ)的竞争吸附作用越小,对污染物的吸附效能得以改善,且絮体粒径越小,比表面积越大,吸附位点与污染物的接触机会越多,吸附作用越强。但投加量过大时,絮体成长时间延后,絮体粒径十分微小,在过滤过程中会导致预负载絮体层和超滤膜传输通道的堵塞;碱性条件下,污染物的去除效率低,大部分腐植酸存在与水溶液中未被去除,小分子腐植酸会通过预负载絮体层吸附在超滤膜表面及膜孔中,两者均可形成严重的不可逆污染。在相同条件下,通过对CFS工艺、直接超滤(UF)工艺、絮体预负载超滤(PL-UF)工艺、混凝-超滤(CF-UF)工艺以及混凝-絮体预负载超滤(CFPLU)工艺的污染物去除效率和膜污染程度进行对比,发现CFPLU工艺的污染物去除率最大,膜污染程度最低,这主要由于预负载絮体层可通过截留及静电引力和化学键的吸附等作用,对混凝水样和超滤膜表面进行分隔,能将混凝水样小粒径污染物留于预负载絮体层表面及内部,同时超滤膜还起到了进一步截留和吸附的作用,从而强化了污染物的去除效果,此外因预负载絮体层减少了混凝水样达到超滤膜表面的污染物质,降低了超滤膜吸附和堵塞污染的发生,使得水力反冲洗时更容易进行膜清洗,降低了不可逆污染,提高了膜通量的恢复率。