超滤膜在地表水处理中已得到越来越多的应用，对出水水质的保障得到一致认同。目前，在净水过程中，膜自身会不可避免地受到污染。一方面，膜压差增加，提高了制水成本；另一方面，不可逆污染严重，可能导致更换膜组件。如何在保证水质的前提下降低膜污染，是水处理领域研究的重点和难点。预处理能有效防止膜污染，本研究选取了具代表性、可操作性的预处理方式——混凝、粉末活性炭吸附以及混凝活性炭吸附，考察了采用不同预处理方式及不同投加量，分别与超滤膜联用时的处理效果，重点研究了预处理方式防止膜污染的特性及其机理。论文所得结论如下：（1）采用超滤膜直接过滤不同浊度的原水，在原水浊度的试验范围内，研究发现对有机物的去除主要集中在非溶解性有机物上，对溶解性有机物的去除较少。与错流相比，死端流方式直接处理不同浊度的原水，通量能改善明显。过滤第八个周期时，错流方式的通量能恢复到68.2%，而死端流通量却能恢复到91.5%。同时，直接过滤浊度较高与浊度较低原水相比较，前者过滤初期，通过反冲洗，通量能得到完全的恢复；后者尽管初期反冲洗后的通量能得到恢复，但随着过滤的进行，呈明显下降的趋势。其原因，可能是死端流方式下，且较高浊度，可形成较厚且松散的滤饼层，从而吸附拦截了部分易污染的物质，特别是胶体和细小悬浮物。直接过滤原水的0.45μm微滤膜滤后液，发现小于1kDa的有机物易被膜孔吸附。虽然直接过滤较高浊度原水，能在膜表面形成有效的松散滤饼层，但经过长期运行，胶体、非溶解性有机物残留在膜表面,同时小于1k Da的有机物也随着过滤进行，长期积累在膜孔，水力冲洗难以恢复，是造成膜污染的主要物质。（2）采用粉末活性炭预处理方式，试验发现，溶解性有机物的去除率随粉末活性炭投加量增大而提高。粉末活性炭吸附的DOC主要集中在小于10kDa的分子量区间，而被吸附的UV254主要集中在30kDa~1kDa的分子量区间，其中10kDa~1kDa区间的UV254去除最多。粉末活性炭与超滤联用处理水样时，原水浊度较低时，粉末活性炭预处理对初始通量基本没有提高，但膜通量有明显改善。反之，原水浊度较高时，能提高初始通量，但不能有效改善膜通量。同时，粉末活性炭投加量相同情况下，含非溶解性物质较少的进膜水对超滤膜表面的亲水改性更加明显。进一步说明，胶体是造成膜污染的主要物质。（3）采用混凝预处理方式，试验发现，混凝去除的DOC主要集中在大于30kDa和小于1kDa的分子量区间，同时投加粉末活性炭与混凝剂（先投加粉末活性炭）的工况下，此时混凝对DOC在大于30kDa、10kDa~1kDa和小于1kDa的分子量区间的去除量基本相同，与单独投加混凝剂的情况相似，混凝后超滤主要增加了分子量小于1kDa的DOC去除率；在30kDa~10kDa、10kDa~1kDa和小于1kDa的分子量区间UV254的去除率基本相同。混凝与膜联用，可有效减缓膜通量的下降趋势。同时，混凝预处理对膜通量的影响与原水浊度之间存在一定的相关性，原水浊度较小时，混凝预处理能更加有效的减缓膜通量的衰减。而且混凝液对膜比通量的改善明显优于上清液。单独投加Fecl3混凝剂的工况下，混凝预处理提高了膜通量的恢复程度，但膜通量的下降趋势并未的得到明显的改善；粉末活性炭与混凝剂投加时，两者的投加顺序对膜通量也有影响，先投加粉末活性炭的工况下，膜通量衰减更加缓慢。（4）对原水直接膜过滤、混凝-膜、粉末活性炭-膜、混凝粉末活性炭-膜这几种工况比较，去除非溶解性物质的干扰后，直接过滤原水0.45μm膜滤后液时的膜比通量恢复最好，对膜的亲水改性现象最为明显，其次依次是单独投加混凝剂工况、粉末活性炭吸附工况。得出，非溶解性有机物较小分子有机物，更易导致膜污染。综上所述，考虑出水水质的前提下，黄河上游兰州段原水，采用“预沉—粉末活性炭吸附—混凝”预处理工艺能有效防止超滤膜污染。