超滤作为新兴的技术已经被广泛应用于水处理行业,其中超滤在饮用水处理方面具有高效低耗能等优点,更为人们青睐。然而天然水体中的有机物在超滤过程中形成的有机膜污染会导致通量降低,极大限制了超滤的进一步发展。离子交换树脂与超滤结合能有效控制膜污染的形成。作为预处理手段,可以有效降低有机污染负荷,从而减缓膜污染;与超滤工艺耦合的一体式工艺,除了能降低有机物浓度的同时,还能在膜面形成动态膜,相比分体式工艺而言具有更出色的抗污性能。本实验以海藻酸钠模拟天然水体中的多糖物质,探究了粉末离子交换树脂与超滤工艺结合对膜污染的控制效果,同时将海藻酸钠进一步分离成三种嵌段,考察不同嵌段对膜污染的贡献程度,从微观层面解析粉末离子交换树脂对膜污染的控制机理。实验结果表明,三种嵌段对膜污染的贡献并不相同,其中MM嵌段和GG嵌段的膜污染以可逆污染为主,而MG嵌段则造成了最重的不可逆污染。SA单独超滤的膜污染行为是三种嵌段相互交联的结果。五个周期过滤实验结束后,5m L/L树脂投加量下,PAEX-UF一体式工艺对膜污染的控制效果最为显著,相比单独超滤而言增长的膜阻力降低了94.1%,比分体式工艺下降了54.7%。单独超滤SA时的不可逆污染累积速率为9.24×108 m-1min-1,而一体式和分体式工艺的不可逆污染累积速率分别为1.22×108 m-1min-1和3.04×108 m-1min-1,一体式工艺对不可逆污染更好的控制效果表现出更良好的抗污染性能。在出水水质方面,一体式工艺的DOC的去除率达到了93.4%,而分体式工艺的去除率为85.1%。分析膜污染控制机理结果表明,SA中的MG嵌段是造成不可逆污染的主要原因,与其余嵌段交联后能形成更高浓度的TEP,从而产生更高的可逆污染。与单独UF相比,PAEX的加入能从源头上去除SA浓度,因此能对可逆污染和不可逆污染具有良好的控制效果。而一体式工艺与分体式工艺相比,两者在降低有机污染负荷的程度上是相同的,但是一体式工艺中树脂吸附SA后能够在膜表面形成颗粒-污染物的动态层,对小分子的有机物有更高的传质性能,从而吸附更多的有机物。微观界面作用力结果表明,PAEX与污染物之间的作用力大于污染物与膜之间的作用力,因此污染物会更紧密地吸附在树脂表面,在水力反洗过程会随着树脂一起脱离膜面,达到更好的控制膜污染的效果。