目前，济南南部山区水源水质污染严重，嗅味问题高发，存在藻类污染以及突发性浊度污染等问题，水厂现有工艺（济南南郊水厂）无法应对以上现有水质问题。针对以上问题，本文开展了两种超滤膜材质（PVC/PVDF）对浊度、藻类、细菌、有机物、嗅味等水质指标的去除效果的试验研究，并同水厂常规工艺砂滤进行比较。同时开展了以超滤膜为核心的中试试验研究，并分别进行了5m3/h的微絮凝-超滤、ClO₂-微絮凝-超滤、气浮-微絮凝-超滤、粉炭-微絮凝-超滤组合工艺研究，并针对不同水质特点，采用相应的工艺组合。试验研究结果表明：（1）两种材质的超滤膜PVC合金/PVDF对藻类、浊度、细菌、氨氮、CODMn、UV254的去除效果相当，对藻类、浊度、细菌的去除效果几乎接近100%，出水浊度基本在0.10NTU以下；但在近一年的运行时间内，PVC合金超滤膜比PVDF超滤抗污染；因而超滤膜工艺可以有效的应对出现的突发性浊度污染、藻类高发的水质问题。同时实验也表明，在一定的温度下，膜通量随着温度的下降而下降；跨膜压差随着液位的上升在不断下降。（2）当投加20mg/L粉末活性炭时，粉炭-微絮凝-超滤组合工艺对嗅味的去除率可达95.4%，有效解决了出现的嗅味问题；开启气浮时，叶绿素a含量较低时，气浮预处理对藻类的去除率可达43.0%，不仅去除了部分藻类，减轻了超滤膜处理所承担的负荷，而且对减缓膜污染起到有效的作用；投加0.1mg/LClO₂时，对藻类的去除率可达21.76%，对有机物CODMn、UV254的去除率分别提高10.44%和6.64%。因而，粉炭/气浮/ClO₂/微絮凝-超滤组合工艺可灵活切换并根据藻类和嗅味等不同水质特点采取相应的工艺组合，适于类似水质特点的水厂新建或微絮凝直接过滤工艺等老旧水厂的工艺改造。