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因工艺简单且处理水质好，膜分离技术在饮用水处理方面令人关注。通过小
试试验并结合12m3/d的中试模型试验，本研究对超滤膜分离长江(镇江段)原水的
工艺进行了探讨。中试试验验证了小试试验的研究结果。中小试采用的聚丙烯腈
(PAN)中空纤维超滤膜均由日本东丽公司提供，中试采用终端过滤全自动化运行
方式。试验结果表明：
有机物分子量分布采用UF法测定：测定结果表明：水中DOC、UV254和THMFP
夏秋两季含量较多，而冬春季较少；一年中的DOC、UV254(AMW3kDaltons分别为66％和59.3％。三氯甲烷生成潜能
(THMFP)在冬春季节主要是由分子量>30kDaton的有机物组成，夏秋季节则相反，
其变化没有一定的规律性。
长江原水直接膜过滤工艺：试验证明本工艺不适合长江镇江段原水超滤膜处
理工艺。在超滤膜前设置预处理工序非常重要、必不可少。
自来水直接超滤：随着膜运行时间的持续，膜被污染的程度越严重，膜通量
恢复也越差。因此，在超滤膜运行中，必须掌握好适当的冲洗频率，尽量减少膜
污染。本研究首次从应用角度考虑，提出由膜污染引起的水洗不可逆阻力概念并
建立了每次冲洗后水洗不可逆膜阻力公式。
原水微絮凝砂滤+超滤：混凝剂采用无机(聚铁)及有机(聚铵)两种。通
过长江原水结合配水试验均证明，无论采用何种类型的混凝剂，浊度大部分在微
絮凝砂滤过程中被去除，经过超滤膜处理后，其出水浊度维持在0.07NTU以下。
综合分析各项处理指标，确定本处理工艺聚铁和聚铵的最佳加药量分别为6-8mg/L
和0.4-0.8mg/L。这一结论对中试试验有很重要的指导意义。
接触絮凝砂滤+超滤中试：水中各种杂质得到不同程度的去除，其中，浊度
和细菌、大肠杆菌平均去除率分别为99.9％，100％；CODMn、DOC、UV254和THMFP
平均去除率分别为26.15％，38.32％，51.49％和43.68％。与同期采用常规工艺的生
产运行相比，本系统水质优且节约约2/3混凝剂药量。超滤系统连续运行6个月
以来，由污染引起的水洗不可逆膜压差初始值为0.02MPa，增加至0.059MPa，增
加很缓慢。Ames试验表明：超滤膜过滤水致突变为阴性。因此，针对长江(镇江
段)原水而言，采用接触絮凝砂滤+超滤处理工艺处理工艺是可行的。
原水+氧化剂+微絮凝砂滤+超滤：本研究将高铁酸钾氧化剂同微絮凝砂滤
作为超滤膜预处理工艺。在高铁酸钾投量有限的情况下，高铁酸钾将水中的大分
子量级的有机物氧化成小分子量，降低了微絮凝砂滤去除有机物的效率，从而使
DOC等去除效率反而降低。这是本研究的一个重要发现。因此，在存在混凝沉淀或
微絮凝过滤的条件下，投加氧化剂要慎重。
原水+粉末活性炭+微絮凝砂滤+超滤：与微絮凝超滤+超滤工艺相比，各
有机物去除率提高40％。PAC主要对AMW<3kDaltons有机物去除效果显著，混凝
则对AMW>3kDaltons的有机物去除效果好。水的pH值对本工艺系统运行效率影响
很大。调节pH值，会改变水中有机物原来的组成结构。当水的pH值降低时，水
中小分子量溶解性有机物比例随之降低。在酸性环境下，膜运行通量及其恢复率
较好，浊度、DOC、UV254、THMFP的去除效果普遍高于中性或碱性条件。此外，在
本试验的pH值下，本工艺系统均存在一个最佳粉末活性炭投量。在pH=5时，粉
末活性炭最佳投量为20mg/L；在pH=7时，粉末活性炭最佳投量为40mg/L；在pH
=10时，粉末活性炭最佳投量为80mg/L(本试验粉末活性炭投量范围内)。因此，
酸性条件下所需粉末活性炭最佳投量最少，对各物质的去除效果较为稳定，这是
本研究的一个新发现。
超滤膜污染和清洗：试验结束后，对超滤膜进行酸洗(0.1mol盐酸+3％草
酸)和次氯酸钠(700mg/L)清洗。结果表明：由膜污染引起的膜压差得到一定程
度的恢复(由0.16MPa降到0.075MPa)，酸洗效果较好，次氯酸钠清洗效果较差。
作者首次通过清洗液的水质检测、膜面扫描、清洗液分子量分布等多角度分析认
为：引起膜污染的有机物，大都是非极性或弱极性的AMW<500Daltons有机物，
这是本研究的新发现。在无机污染物中，铁离子是无机物造成膜污染最为重要的
元素之一。投加铁盐混凝剂会加剧膜污染。
关键词：超滤膜；长江原水；有机物分子量分布；聚合硫酸铁；膜污染；粉末活性炭;高铁酸钾；预处理