本课题采用国产PVC合金超滤膜对济南南部山区和济南黄河水厂微污染水源水进行了直接超滤处理研究,系统地研究了直接超滤对水中污染物去除效果及其运行参数影响因素,针对直接超滤存在的问题,对直接超滤工艺进行升级改造,增加直接超滤前处理工艺——气浮或二氧化氯混凝,以应对直接超滤运中存在的不足、提高或改善其运行和去除污染物性能。研究结果如下:(1)直接超滤工艺对水中浊度、藻类、细菌等污染物质有着较好的去除能力,去除率达到了97%以上。通过超滤膜的截留作用,其出水浊度也仅为0.1 NTU左右,且出水大肠菌群也未曾检出,可见超滤对于水中大分子污染物质有着较好的去除效果。该工艺对于水中有机污染指标UV254以及CODMn,单独依靠超滤工艺的过滤对其的去除能力有限,去除能力分别不足15%和30%,对TOC的去除能力也仅为30%,超滤工艺并不能有效的改善水中有机污染的状况。直接超滤后总嗅味量和土臭素去除率分别为38%和24%,对三氯甲烷前质、四氯化碳前质去除率分别为42%、67%,和二氯一溴甲烷前质和一氯二溴甲烷前质几乎没有去除效果。试验发现原水水质对膜通量和膜压差的影响较大,TOC平均为2.0 mg/L原水比TOC平均为3.8 mg/L原水膜通量高近30%,膜压差约低38%。因此直接超滤出水完全可以保证对水中浊度、藻类、细菌、大肠菌群的去除。但对有机物消毒副产物去除效果有限,膜污染严重。(2)针对直接超滤存在的问题进行了超滤前气浮和二氧化氯/混凝预处理,结论为:通过试验研究确定气浮-超滤组合工艺混凝剂最佳投量为8 mg/L,二氧化氯/混凝-超滤组合工艺二氧化氯最佳投量为0.1mg/L。在最佳投加量下,与直接超滤相比,气浮-超滤和二氧化氯/混凝-超滤两种工艺对CODMn的去除率分别提高30%和10.1%,对UV254的去除率分别提高35%和42.9%。说明通过气浮和二氧化氯/混凝预处理超滤工艺对有机物去除率大幅提高;虽然直接超滤对叶绿素a和藻类去除率均接近100%,但超滤滤池负担过重。气浮和二氧化氯强化混凝预处理对叶绿素a去除率分别为60%和35%,对藻类去除率分别为54%和70 %,因而两种预处理工艺可有效解决缓解了膜污染问题,就对藻类去除效果而言,二氧化氯强化混凝优于气浮;直接超滤对总嗅味量物质土臭素去除率为24%,气浮-超滤工艺为50 %,ClO2/PAFC-超滤组合工艺土臭素去除率为58 %,两种预处理工艺对土臭素去除率比直接超滤分别提高26%和32%;气浮-超滤对三氯甲烷、四氯化碳前质的去除率为61%和97%,比直接超滤提高为19%和30%,两种工艺对二氯一溴甲烷前质和一氯二溴甲烷前质几乎没有去除效果,说明气浮对消毒副产物前质去除效果有一定提升,而ClO2/PAFC-超滤工艺氯酸盐和亚氯酸盐均不会超标,即使投量为0.5mg/L也能满足要求;气浮-超滤和二氧化氯/混凝-超滤组合工艺分别比直接超滤膜压差下降25%和18%,膜通量上升10%和8%,因此两种预处理工艺有效缓解膜污染问题。