水窖以其结构简单、投资运行成本低、蓄水方式多元化以及水质相对有保障等优势而成为农村分散地区主要供水模式之一。开发水窖水净化的实用技术和新型工艺是解决农村饮水安全问题的重要途径。与传统水处理工艺相比，膜技术更能确保饮用水的水质安全，并且具有绿色、高效、易控制等优点，但膜污染与高能耗等问题往往限制了超滤技术在农村地区的推广与应用。因此，本文进行了超滤膜系统影响因素及膜污染形成机理的实验研究，开展了生物慢滤柱预处理效果及慢滤超滤联用系统运行效果的实验测试。在实验成果的基础上，提出了适用于农村分散地区单户型水窖水处理的BSF-UF组合工艺，并进一步对工艺流程、操作压力、运行模式以及膜组件结构等进行了优化设计。同时，还分析与评估该工艺在农村地区应用的技术难题与潜在风险。　　 实验结果显示，天然有机物(NOMs)不仅能够影响水中颗粒的稳定性，还能够影响已经成型的无机颗粒沉积层的孔隙度及表面异质性。NOMs能通过膜表面或孔内的吸附作用明显地降低超滤膜的渗透通量，稳态通量为9.6 L/(h·m2)，但无机颗粒的机械堵塞作用对膜通量的影响有限，稳态通量为24.8 L(h·m2)。聚醚砜(PES)超滤膜对天然河水的渗透通量能够持续地稳定在7-10 L/(h·m2)左右，且与操作压力无关。由于膜表面凝胶层外层沉积层对操作压力变化的缓冲作用，300％的操作压力变化幅度能够导致约为300％的瞬时通量的变化，但对稳定状态的平均膜通量的影响却仅为30％左右。较低的启动压力以及较平缓的压力变化速率对膜系统通量的提升有明显效果。在0，3，6和12 h的停止周期中，停止周期为12 h的膜系统稳态通量最高，为15-18 L/(h·m2)左右，而停止周期为0 h的膜通量仅5-6 L/(h·m2)，说明较长的停止周期和较短的停止间歇对膜通量的提升更为有利。反冲洗仅能够去除外层的大分子颗粒，而长时间的停止周期能够一定程度地疏松沉积层的堆积度，而两者组合则能够同时去除外层的大分子沉积颗粒以及内层的小分子吸附颗粒，存在着明显地协同作用。在连续式运行时，反冲洗引起的相对通量差值仅为5％-10％。而在间歇式运行时，反冲洗的相对通量差值可以达到30％-40％左右。慢滤预处理单元对颗粒物的去除效果较好，对粒径10μm以上的截留率达到99％。而天然有机物的去除率相对较差，多糖为80％-90％，腐植酸为40％-60％，TOC/DOC则仅为20％-50％。　　 BSF—UF组合工艺系统主要由生物慢滤预处理单元、超滤膜处理单元(膜组件)以及纯水储存单元组成。针对农村分散地区水窖水的特点，本系统设计采用生物慢滤柱作为预处理单元，以竖直式平板框架膜组件作为超滤处理单元，同时该系统采用间歇式运行模式(5h/d)以及较低操作压力(4—12 kPa)，利用自重力进行超滤系统的驱动和膜表面冲洗，并利用膜组件底部的沉积漏斗进行定期的淤泥排放。