膜污染是膜广泛应用的主要限制因素。本研究主要探讨饮用水处理过程中超滤膜的复合污染特点,并进行机理解析,以进一步了解并控制膜污染。研究首先选取了A、B两水厂,分析了不同工艺条件下膜污染物的成分及污染层结构,并确定了膜污染物的主要组成为多糖及无机颗粒。后续的研究分析了不同颗粒与多糖复合污染的特点与机理。研究发现Fe₂O₃颗粒与多糖的相互作用明显,因而进一步重点研究了Fe（Ⅲ）对海藻酸钙污染层过滤特性及结构的影响。A、B两水厂的膜污染物成分分析结果显示,A水厂膜污染物的无机物含量很高,主要成分为含Fe、Ca、Si、Al的无机颗粒,有机物中多糖与腐殖质含量较高;B水厂膜污染物的无机物含量相对较低,成分与A水厂类似,而其有机污染物主要包括多糖及蛋白质。因而在后续试验中选择了海藻酸钙为模型多糖,Fe₂O₃、kaolinite、Al₂O₃及SiO₂为模型无机颗粒对其复合污染进行研究。颗粒物与多糖复合污染研究结果表明,Fe₂O₃可提高海藻酸钙污染层的过滤性能,而kaolinite、Al₂O₃及SiO₂则会减弱海藻酸钙污染层的过滤性能,这与颗粒表面能及其与海藻酸钙的相互作用有关。Fe₂O₃颗粒的表面能相对较大,其与海藻酸钙有较强的相互作用,海藻酸钙在Fe₂O₃颗粒污染层中分布均匀,其联结Fe₂O₃颗粒,链状的海藻酸钙没有完全堵塞颗粒物的孔隙,因而污染层的过滤性能比单独的海藻酸钙污染层好。Kaolinite及Al₂O₃与海藻酸钙的相互作用较弱,SiO₂与海藻酸钙没有明显的相互作用,海藻酸钙在这三类颗粒与其混合形成的污染层中分布不均匀,其部分在颗粒孔隙间形成结构较完整的凝胶层堵塞孔隙,部分会在颗粒污染层的表面或底部形成完整凝胶层,导致污染层过滤性能变差。Fe₂O₃颗粒与其他颗粒的影响不同,研究进一步分析了Fe（Ⅲ）对海藻酸钙凝胶层过滤性能及结构的影响。研究结果表明,Fe（Ⅲ）能有效提高海藻酸钙污染层的过滤性能,且Fe（Ⅲ）的浓度越高,过滤性能的改善越大。Fe（Ⅲ）的老化程度会影响膜污染层过滤性能的变化。Fe（Ⅲ）-1对海藻酸钙污染层过滤性能的提高比Fe（Ⅲ）-2明显,且在高浓度的Fe（Ⅲ）中,这种区别更加显著。Fe（Ⅲ）的老化程度不仅与Fe（Ⅲ）的投加方式有关,老化过程还可能发生在溶液中及形成的污染层中。污染层结构的变化是膜污染过滤性能提高的主要原因,当Fe（Ⅲ）足够高时,污染层结构从过水通道极少的凝胶层变成结构疏松且孔隙率高的滤饼层。