近年来,反渗透海水淡化作为应对全球水危机的战略性手段,越来越受到人们关注,超滤作为反渗透预处理的研究和应用已广泛展开。但是,浓差极化和膜污染等问题严重阻碍了超滤工艺的推广应用。因此进行以超滤为核心的海水淡化预处理工艺系统研究,在实际运行中优化操作参数和组合工艺,对反渗透海水淡化工程的稳定性有重要的意义。试验对直接超滤和混凝-超滤的通量衰减变化进行了研究,在混凝过程的研究中,分别考察了氯化铁、氯化铝、聚合氯化铝和复配氯化铝-聚丙烯酰胺四种混凝剂的处理效果。结果表明,三氯化铁可在较低投加量条件下实现较好的混凝效果,形成大而密实的絮体矾花。氯化铝单独使用时,絮凝效果不佳,但与聚丙烯酰胺复配后絮凝效果有很大提升。聚合氯化铝的混凝效果与三氯化铁接近,但其形成的絮体较松散。研究了pH值和搅拌速度对三氯化铁混凝效果的影响,结果表明三氯化铁混凝的适宜pH条件为中性或弱碱性,提高混凝搅拌速率有助于提升混凝过程的除浊效果。相对于直接超滤过程,混凝-超滤的通量衰减相对缓慢,趋于平稳时的通量值较高,表明混凝沉淀过程有效地降低了超滤膜的污染趋势。采用混凝-超滤工艺对渤海湾海水进行了预处理中试试验,考察了不同通量下混凝-超滤系统的运行稳定性,研究了混凝过程对超滤系统出水水质、跨膜压差及膜表面污染程度的影响。在膜组件运行通量不超过60LMH,混凝剂投加量为6mg/L、温度高于14℃的条件下,超滤系统可在60-90kPa的跨膜压差下长期稳定运行,出水浊度小于0.15NTU,SDI15稳定在2.0左右,满足反渗透要求的进水指标。对膜表面及孔内阻力进行了研究,采用FeCl3混凝预处理可有效减缓因膜孔内污染物堵塞和吸附产生的阻力。进行了中试系统在低温条件下的预处理优化试验,对包括直接超滤、混凝沉淀+超滤、砂滤+超滤、混凝沉淀+砂滤+超滤的集成预处理工艺效能进行了对比,分析了不同过程中膜比通量的衰减值,并计算膜平均污染速率。在混凝-两级砂滤-UF的运行工况下,膜比通量衰减最慢,膜污染的速率为0.008L/(m5·h·m)。