張瑞君 宋佳 田家宇 高珊珊

摘要 近年來，超濾技術(shù)在水處理特別是給水處理中得到了日益廣泛的應(yīng)用，但膜污染問題已經(jīng)成為限制其進(jìn)一步發(fā)展的關(guān)鍵問題之一?；炷⑽胶脱趸鳛槌瑸V預(yù)處理單元已經(jīng)被證實(shí)對(duì)超濾膜污染控制具有重要意義。本文回顧了相關(guān)研究在近些年的研究進(jìn)展，深入分析了多種預(yù)處理-超濾組合工藝的工作原理，并由此總結(jié)了四類膜污染控制原理。筆者認(rèn)為在未來的研究中，工藝模式及藥劑使用仍有很大改善空間，預(yù)處理過程對(duì)最終出水水質(zhì)的影響亦應(yīng)得到重視。此外預(yù)處理過程的設(shè)計(jì)應(yīng)同膜材料的選擇作為整體綜合考慮，同時(shí)膜清洗方法的優(yōu)化也應(yīng)給與關(guān)注。

關(guān) 鍵 詞 超濾;膜污染;混凝;吸附;氧化

中圖分類號(hào) TU991.2? ? ?文獻(xiàn)標(biāo)志碼 A

文章編號(hào)：1007-2373（2021）06-0084-07

Abstract In recent years， ultrafiltration （UF） technology has been widely used in water treatment， especially for drinking water treatment， but membrane fouling has become one critical problem restricting its further development. As the pretreatment units of UF technology， coagulation， adsorption and oxidation have been demonstrated to be significant for controlling UF membrane fouling. The recent progress of related research has been reviewed in this paper. The functioning mechamisms of various pretreatment technologies have been deeply analysed， followed by proposing four kinds of membrane fouling controlling principles. In the future research， the authors belleive that there is still much room for improvement in the optimization of process mode and reagent selection， and the influence of pretreatment process on the final effluent quality should be paid more attention. In addition， the pretreatment process design and UF membrane selection should be taken as an integration. Meanwhile， the optimization of membrane cleaning method should also be valued.

Key words ultrafiltration; membrane fouling; coagulation; adsorption; oxidation

0 引言

隨著我國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB 5749—2006《生活飲用水衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)》的全面實(shí)施、超濾技術(shù)的日趨成熟以及膜材料價(jià)格的不斷降低，超濾技術(shù)已經(jīng)在近些年的老舊水廠改造和新水廠建設(shè)中得到了日益廣泛的應(yīng)用[1-2]，但是膜污染問題仍然是該技術(shù)在應(yīng)用過程中面臨的關(guān)鍵難題[3]。在實(shí)際的運(yùn)行過程中，隨著污染物在膜表面的積累，導(dǎo)致膜的產(chǎn)水率降低，此時(shí)就不得不通過膜清洗來實(shí)現(xiàn)過濾能力的恢復(fù)，例如大連市第三自來水廠對(duì)超濾膜的維護(hù)性化學(xué)清洗需采用檸檬酸和次氯酸鈉，且每隔1～3 d就要進(jìn)行一次，恢復(fù)性化學(xué)清洗則每隔1～3個(gè)月進(jìn)行一次[4];北京市第九水廠運(yùn)行3～6個(gè)月就需要對(duì)超濾膜進(jìn)行化學(xué)清洗，采用堿液（氫氧化鈉+次氯酸鈉）和酸液（鹽酸或檸檬酸）進(jìn)行交替清洗。頻繁的化學(xué)清洗不僅導(dǎo)致了運(yùn)行成本的提高，而且會(huì)對(duì)膜本身結(jié)構(gòu)或性質(zhì)產(chǎn)生不利影響，進(jìn)而縮短膜的使用壽命。通常水廠采用的浸沒式有機(jī)超濾膜使用壽命在6～8 a之間，壓力式超濾膜使用壽命則在5～6 a[5]。因此，膜污染問題成為了任何一個(gè)超濾膜法水處理工程設(shè)計(jì)和運(yùn)行時(shí)都必須認(rèn)真考慮并加以控制的關(guān)鍵問題，如何在保證出水水質(zhì)的前提下實(shí)現(xiàn)對(duì)膜污染進(jìn)程的有效管控，是膜法水處理領(lǐng)域的研究重點(diǎn)與難點(diǎn)[6-7]。

眾多研究[8-11]均表明，將混凝、吸附和氧化等作為預(yù)處理單元與超濾組合應(yīng)用不僅可以減緩膜污染進(jìn)程，而且可以在一定條件下提高污染物的去除效率，體現(xiàn)出明顯的實(shí)用性、有效性和經(jīng)濟(jì)性。本文在闡明膜污染機(jī)理的基礎(chǔ)上，回顧總結(jié)了近年來為了緩解膜污染和優(yōu)化超濾技術(shù)而進(jìn)行的預(yù)處理-超濾組合工藝研究，分析了每種預(yù)處理工藝對(duì)膜污染的控制原理，希望對(duì)未來超濾膜前預(yù)處理研究提供理論支持。

1 膜污染及其成因

1.1 膜污染物質(zhì)

膜污染按照污染物類型主要可以分為無機(jī)顆粒污染，有機(jī)物污染和生物污染，其中有機(jī)物污染一直是超濾技術(shù)研究的重點(diǎn)，有機(jī)物污染物主要由天然有機(jī)物NOM導(dǎo)致，在各種NOM組分中，可以按照分子量或親水性來分類。高分子量生物聚合物如蛋白質(zhì)類物質(zhì)和多糖被認(rèn)為是超濾膜不可逆污染物中的主要NOM組分[12]。有研究表明，中性親水組分對(duì)對(duì)通量下降影響最大，造成膜污染最嚴(yán)重，其次為強(qiáng)疏水，而弱疏水和極性親水的貢獻(xiàn)甚微，因?yàn)橹行杂H水和強(qiáng)疏水有機(jī)物的分子質(zhì)量較大，因而被膜所截留，導(dǎo)致通量下降較快，弱疏水和極性親水的有機(jī)物分子質(zhì)量較小，無法被膜截留[13]。

1.2 膜污染成因

當(dāng)含有不同污染物質(zhì)的水溶液通過超濾膜時(shí)，污染物會(huì)由于篩分作用、吸附作用、氫鍵作用和靜電作用等多種物理或物化作用而聚集在超濾膜的膜孔內(nèi)或膜表面。目前廣泛接受的膜污染成因主要有3種：膜孔堵塞，膜孔窄化和濾餅層的形成。

如圖1所示，污染物的顆粒尺寸對(duì)膜污染的結(jié)構(gòu)形式具有重要影響。當(dāng)污染物顆粒直徑大小和膜孔尺寸相當(dāng)時(shí)可造成膜孔堵塞，通常而言，與其他兩種膜污染結(jié)構(gòu)形式（膜孔窄化和濾餅層或凝膠層）相比，膜孔堵塞能夠更為顯著地增加滲透液的跨膜阻力和膜清洗難度;當(dāng)污染物顆粒直徑小于膜孔時(shí)，盡管從孔徑篩分的角度看應(yīng)該會(huì)隨水溶液透過超濾膜，但仍有一部分物質(zhì)可能會(huì)由于吸附等相互作用力而滯留在膜孔內(nèi)壁，導(dǎo)致膜孔窄化與孔道橫截面積減小，這同樣將在一定程度上降低滲透通量，龔超等[14]證實(shí)了進(jìn)水中小分子物質(zhì)比例較高時(shí)，過濾時(shí)更容易造成膜孔堵塞和窄化，減小膜通量;當(dāng)污染物顆粒直徑大于膜孔直徑時(shí)則會(huì)在膜表面堆積形成濾餅層或凝膠層，這一污染層的形成將為水溶液的通過造成額外的阻力，研究表明蛋白質(zhì)等污染物造成的膜污染主要是此原因[15]。此外，顆粒尺寸等于或小于膜孔直徑的污染物亦可通過吸附作用而聚集在超濾膜表面形成濾餅層或凝膠層。而污染物與膜材料之間的結(jié)合力大小以及不同污染之間的結(jié)合力大小又將影響污染層的密實(shí)程度和膜清洗的難易程度，這些往往由于進(jìn)水水質(zhì)和膜材料等條件不同而得到不同的結(jié)論。

2 不同預(yù)處理-超濾組合工藝的研究與應(yīng)用

2.1 混凝預(yù)處理

混凝時(shí)通過混凝劑的投加破壞了膠體的穩(wěn)定性，使得水中的膠體顆粒相互碰撞，并聚集失穩(wěn)，在此過程中形成的絮體亦可同時(shí)通過多種物理化學(xué)作用而吸附水中的溶解性物質(zhì)。但混凝具有選擇性，主要使疏水性的大分子有機(jī)物和膠體脫穩(wěn)形成絮體，對(duì)親水性有機(jī)物去除有限。混凝與超濾聯(lián)用時(shí)通?？筛鶕?jù)二者之間是否存在沉淀過程而分為常規(guī)混凝-超濾和在線混凝-超濾這兩類工藝模式。沉淀過程可以通過泥水分離而使絮體以及吸附于絮體上的污染物脫離于溶液體系，可有效減少膜表面的污染負(fù)荷，降低物理清洗頻率，但殘留有機(jī)物會(huì)更多地吸附在膜表面及膜孔內(nèi)，所以此種模式表現(xiàn)較低的可逆污染和較高的不可逆污染;相比之下在線混凝-超濾工藝模式中的絮體在被超濾膜截留后形成具有疏松結(jié)構(gòu)的濾餅層，可被較為容易地清洗去除，因此其反洗效率更高，同時(shí)濾餅層則可通過吸附等作用在一定程度上避免小分子有機(jī)物向膜孔內(nèi)部的遷移聚集，省掉了沉淀池，占地面積少[16]。華建良等[17]發(fā)現(xiàn)在線混凝-超濾與直接超濾相比，其TOC去除率可提高10%～15%，出水水質(zhì)變好，膜污染減輕。另有研究表明在線混凝-超濾過程對(duì)于原水中分子量為10 kDa左右組分的去除率與直接超濾相比可提高20%[18]。此外，在線混凝-超濾還可以通過影響其靜電吸附作用而去除水中的腐殖酸-納米二氧化鈦復(fù)合污染物，從而增加飲用水的安全性[19]。

混凝劑種類和投加量是影響超濾系統(tǒng)處理效果的重要因素。董秉直等[20]采用混凝超濾工藝處理太湖水時(shí)發(fā)現(xiàn)鐵鹽混凝劑的有機(jī)物去除效果和緩膜污染緩解能力均優(yōu)于鋁鹽混凝劑，因?yàn)殍F鹽形成的絮體更加密實(shí)，利于污染物吸附和絮凝。但是過量投加混凝劑膠體可能出現(xiàn)重新穩(wěn)定的現(xiàn)象，濃差極化現(xiàn)象也隨著混凝劑投加量的增加而得以加劇，加重了膜污染[21]。單獨(dú)混凝處理效果雖好，但對(duì)溶解性有機(jī)物的去除能力不足，采用復(fù)合混凝劑強(qiáng)化混凝工藝可以進(jìn)一步提高有機(jī)物的去除能力，從而減緩膜污染。劉海龍等[22]采用氯化鋁-陽離子聚丙烯酰胺（AlCl3-CPAM）復(fù)合混凝對(duì)原水進(jìn)行預(yù)處理，結(jié)果發(fā)現(xiàn)復(fù)合混凝劑的使用能更好地去除類色氨酸等污染物，有效減緩膜孔窄化與堵塞現(xiàn)象。Shen等[23-24]將聚合氯化鋁-聚二甲基二丙基氯化銨（PAC-PDMDAAC）復(fù)合混凝劑用于常規(guī)混凝-超濾組合工藝過程，結(jié)果表明該混凝過程產(chǎn)生的絮體尺寸更大，形成的濾餅層更疏松，不易堵塞膜孔，膜污染控制效果更為明顯。研究者認(rèn)為在此復(fù)合混凝體系中，吸附架橋效應(yīng)、網(wǎng)捕效應(yīng)和電性中和作用是主要的混凝機(jī)理。

研究新型混凝劑對(duì)超濾工藝的影響也是一個(gè)重要的研究方向。Li等[25]發(fā)現(xiàn)木質(zhì)素類新型混凝劑（Lignin-based Flocculant，LBF）的zeta電位較大，可以中和更多的負(fù)電荷，降低靜電斥力，從而有效地橋接不穩(wěn)定的微絮體。當(dāng)它和聚合氯化鋁聯(lián)用時(shí)可以加速濾餅層的形成，進(jìn)一步控制膜孔內(nèi)部的污染。然而此類新型混凝劑的報(bào)道較少，是有待未來進(jìn)一步拓展的研究方向。

2.2 吸附預(yù)處理

吸附預(yù)處理過程是利用比表面積大、吸附能力強(qiáng)的吸附劑來吸附去除水中的部分污染物，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)減少污染負(fù)荷、控制膜污染和改善出水水質(zhì)的目。粉末活性炭（PAC）是吸附-超濾組合工藝中最為常用的吸附劑。PAC吸附和超濾的聯(lián)用主要有一體式和分置式兩種工藝模式。如圖2所示，在一體式工藝模式中，吸附有污染物的PAC被超濾膜截留并在膜表面形成較為疏松的濾餅層，減少了被吸附污染物與超濾膜的直接接觸與污染，省去了吸附池，減少了占地面積，但PAC在膜表面積累濃度過高時(shí)可能會(huì)加劇膜污染。

分置式工藝中膜組件的進(jìn)水則是吸附池的上清液，此工藝不用擔(dān)心PAC對(duì)膜組件的損傷和污染，但卻無法充分發(fā)揮濾餅層的作用。兩種工藝通常在不同的工藝條件下運(yùn)行，具體取決于處理目的、水源水質(zhì)等因素。

不同工藝的處理效果則與PAC類型、PAC用量、接觸時(shí)間以及運(yùn)行條件等因素有關(guān)。就PAC投加量而言，有研究表明在深度廢水處理和飲用水生產(chǎn)中使用的PAC含量在20 mg/L以下[26]。從研究結(jié)果來看，大部分學(xué)者認(rèn)為活性炭的加入對(duì)超濾系統(tǒng)的出水水質(zhì)有很好的提高作用，膜污染也得到緩解。陳益清等[27]研究分置式PAC-超濾對(duì)膜單元運(yùn)行效果的影響，結(jié)果表明PAC-超濾組合工藝對(duì)CODMn和UV254去除效果好，明顯地緩解膜污染。Zhang等[28]發(fā)現(xiàn)膜池中投加PAC可以阻礙藻類污染的發(fā)展，系統(tǒng)的不可逆阻力值降低了54.2%，因?yàn)镻AC吸附去除低分子量和疏水性胞外有機(jī)物分子。采用生物活性炭耦合超濾（BAC/UF）的短流程工藝可以借助生物降解作用，有效去除氨氮，同時(shí)還能夠提高對(duì)有機(jī)物的去除效果，減緩超濾膜的污染[29]。但Cheng等[30]卻發(fā)現(xiàn)膜池中PAC的吸附作用對(duì)減輕膜污染的影響有限，PAC和腐殖酸（HA）的共存甚至加劇了它們之間的協(xié)同污染效應(yīng)，因?yàn)镠A粒徑遠(yuǎn)小于PAC粒徑，在濾餅層形成過程中被夾雜到濾餅層中，降低了膜的透水性[31]。活性炭沉積在膜表面或膜孔內(nèi)也會(huì)加重膜污染，與小的PAC顆粒相比，大的PAC顆粒更容易通過物理清洗分離，因?yàn)樵谖锢砬逑催^程中，通常對(duì)大顆粒施加更強(qiáng)的剪切力，沉積PAC的質(zhì)量隨著PAC粒徑的減小而增大[32]。

探討PAC之外的其他吸附劑對(duì)超濾過程的影響也是一個(gè)重要的研究方向。例如Li等[33]發(fā)現(xiàn)中孔吸附樹脂（MAR）預(yù)處理顯著減少了HA在膜上和膜內(nèi)的沉積，減輕了膜的污染。還有研究表明在浸沒式超濾膜反應(yīng)器中，顆粒氫氧化鐵和氧化鐵團(tuán)聚體可以吸附磷酸鹽，利于去除無機(jī)污染物[34]。

2.3 氧化預(yù)處理

在超濾之前布設(shè)預(yù)氧化工藝單元可能獲得以下3類有益效果：1）某些有機(jī)物在氧化劑的氧化作用下直接礦化，這就從根本上避免了該類有機(jī)物對(duì)超濾膜的有機(jī)污染;2）氧化劑導(dǎo)致有機(jī)物的分子結(jié)構(gòu)和物化性質(zhì)發(fā)生顯著變化，從而改變有機(jī)物與超濾膜的相互作用以及超濾膜對(duì)有機(jī)物的截留效果;3）許多氧化劑也是殺菌劑，因此能有效抑制微生物生長(zhǎng)，顯著降低生物污染。有統(tǒng)計(jì)發(fā)現(xiàn)多種不同的氧化體系均可用于超濾膜的預(yù)氧化過程[35]。如圖3所示，傳統(tǒng)的臭氧（O3）、高錳酸鉀（KMnO4）和氯（Cl2）依然是研究與應(yīng)用最為廣泛的3種超濾膜預(yù)氧化體系。與此同時(shí)，過硫酸鹽高級(jí)氧化（PMS（PS）-AOPs）、紫外線高級(jí)氧化（UV-AOPs）和電氧化（EO/e-Beam）也得到了一定的重視，而高鐵酸鉀（K2FeO4）和雙氧水（H2O2）氧化則僅占很少的比例。

芳香環(huán)、雙鍵等不飽和結(jié)構(gòu)通常為臭氧的攻擊位點(diǎn)，Cheng等[36]的研究發(fā)現(xiàn)臭氧氧化能明顯減輕HA對(duì)超濾膜的污染，其作用機(jī)理為臭氧氧化可將高分子量的HA分子降解成能夠通過膜孔的小分子碎片。同時(shí)，HA的某些疏水部分亦被轉(zhuǎn)化為親水產(chǎn)物，使其在膜表面的吸附量減少。Acero等[37]發(fā)現(xiàn)臭氧比氯和高錳酸鉀具有更好的微污染物與UV254去除效率，因?yàn)槌粞醴肿涌梢越到獯蟛糠址宇惡拖N等有機(jī)物。Yu等[38]發(fā)現(xiàn)臭氧可以改變NOM粒徑分布進(jìn)而減緩膜污染。有研究證明臭氧也可以通過抑制微生物生長(zhǎng)來減緩膜污染，例如Bu等[39]通過掃描電鏡發(fā)現(xiàn)增加臭氧氧化后的濾餅層與對(duì)照樣品相比包含更少的微生物或微生物產(chǎn)物，而且具有更多的空隙和裂縫。次氯酸鈉是加氯氧化體系的主要作用成分。郜玉楠等[40]采用次氯酸鈉預(yù)氧化去除高溫高藻期水中的藻類和有機(jī)物，結(jié)果表明，在一定范圍內(nèi)，膜污染程度隨著次氯酸鈉投加量的增加而緩解。Lu等[41]采用高錳酸鉀作為預(yù)處理氧化劑，結(jié)果表明有機(jī)物的親水性得以增強(qiáng)，大分子有機(jī)物轉(zhuǎn)變?yōu)榈头肿恿坑袡C(jī)物，出水水質(zhì)好，膜污染改善?；瘜W(xué)氧化在水處理應(yīng)用中副產(chǎn)物的形成和對(duì)膜組件的破壞是一個(gè)必須考慮的重要問題。三鹵甲烷和鹵乙酸等氯化消毒副產(chǎn)物已經(jīng)得到了廣泛的關(guān)注，采用臭氧氧化雖然可以降低氯化消毒副產(chǎn)物的生成勢(shì)，但溴酸鹽的生成卻不能忽視，而且殘余的臭氧對(duì)有機(jī)膜材料有破壞作用。相比而言，高錳酸鹽通常被認(rèn)為是一種“綠色”氧化劑，但過量使用高錳酸鹽可能會(huì)導(dǎo)致出水中錳的增加，因此應(yīng)謹(jǐn)慎控制其用量[42]。

近來，過硫酸鹽等高級(jí)氧化工藝和超濾聯(lián)用也受到了廣泛關(guān)注。Cheng等[43]發(fā)現(xiàn)亞鐵和過硫酸鹽用于超濾預(yù)氧化可明顯減緩膜污染，且對(duì)阿拉特津這一惰性的有機(jī)農(nóng)藥具有顯著的降解作用，去除率高達(dá)98.2%。Tian等[44]采用過硫酸鹽和紫外作為超濾預(yù)氧化工藝，發(fā)現(xiàn)預(yù)氧化后大分子有機(jī)物的比例明顯降低，親水性組分比例增加，降低了天然有機(jī)物對(duì)超濾膜的粘附，使得膜污染得到緩解。

表1匯總了3種預(yù)處理-超濾組合工藝在近兩年應(yīng)用案例中的具體參數(shù)及對(duì)膜污染的影響。

2.4 預(yù)處理組合工藝

前已述及，混凝、吸附和氧化單獨(dú)作為預(yù)處理單元與超濾工藝聯(lián)用后均可在一定程度上實(shí)現(xiàn)緩解膜污染和改善出水水質(zhì)的目標(biāo)。為了進(jìn)一步優(yōu)化超濾技術(shù)研究者們嘗試預(yù)處理組合工藝，目前已經(jīng)得以嘗試的預(yù)處理組合工藝主要包括：混凝-吸附-超濾，混凝-氧化-超濾，吸附-氧化-超濾以及紫外-混凝-超濾等。不同組合工藝的運(yùn)行模式和處理效果如表2所示。其中值得注意的是大分子、疏水性有機(jī)物經(jīng)過預(yù)氧化后生成的小分子、親水性有機(jī)物很難通過混凝去除，因此應(yīng)仔細(xì)確定混凝和氧化預(yù)處理的先后順序。在許多情況下，建議在氧化之前進(jìn)行混凝，因?yàn)榛炷梢砸韵鄬?duì)較低的成本實(shí)現(xiàn)有機(jī)污染的控制和TOC的去除。在此之后的氧化劑用量可以降低，并充分發(fā)揮其氧化作用去控制混凝單元無法去除的膜污染潛在污染物。

3 結(jié)論

本文回顧了近年來多種預(yù)處理-超濾組合工藝的研究進(jìn)展，探討了不同組合工藝下的膜污染控制機(jī)理和凈水效能變化規(guī)律，由此總結(jié)得知預(yù)處理工藝的膜污染控制技術(shù)原理可包括以下4類：1）在原水中的污染物與超濾膜接觸之前采用某種預(yù)處理方法將其從體系中去除。然而在實(shí)際的操作中通常會(huì)由于技術(shù)問題和經(jīng)濟(jì)因素而無法去除全部的潛在膜污染物質(zhì);2）通過某種預(yù)處理方法增加潛在膜污染物質(zhì)的顆粒尺寸，避免其進(jìn)入膜孔而形成膜孔堵塞。與此同時(shí)，對(duì)于本身尺寸就大于膜孔直徑的污染物而言，進(jìn)一步增加其顆粒尺寸有望降低其污染層堆積密度，提高污染層松散程度，從而降低污染層傳質(zhì)阻力;3）通過某種預(yù)處理方法大幅降低潛在膜污染物質(zhì)的顆粒尺寸或?qū)⑵滢D(zhuǎn)化為水溶性小分子，促進(jìn)其直接透過超濾膜膜孔，這樣就避免了其在膜材料上的聚集以及由此形成的膜污染;4）通過某種預(yù)處理方法改變潛在膜污染物質(zhì)的物理化學(xué)性質(zhì)，如荷電性和親疏水性，由此降低其與膜材料之間的結(jié)合力，這樣既可減緩膜污染，亦可降低膜清洗難度。

4 展望

截至目前，預(yù)處理-超濾組合工藝已經(jīng)在諸多學(xué)者的長(zhǎng)時(shí)間關(guān)注與研究下得到了長(zhǎng)足發(fā)展，并在實(shí)際工程中得到了一定的程度的推廣與應(yīng)用，然而仍有巨大的優(yōu)化與進(jìn)步空間。筆者認(rèn)為未來應(yīng)將預(yù)處理和超濾作為一個(gè)綜合的體系進(jìn)行系統(tǒng)研究，并重點(diǎn)關(guān)注以下方向。

1）進(jìn)一步深入研究預(yù)處理工藝中使用的化學(xué)藥劑與超濾膜材料之間、不同污染物之間的相互作用，發(fā)現(xiàn)新型混凝劑和氧化劑等，研究新的預(yù)處理工藝，能更好地適應(yīng)水質(zhì)和具有高效的運(yùn)行性。

2）親水性小分子有機(jī)物通常為各種預(yù)處理工藝的殘留物或產(chǎn)物，這些物質(zhì)的出現(xiàn)通常有利于膜污染的控制，但其易于透過超濾膜，并影響最終的用戶水質(zhì)，這一過程將產(chǎn)生怎樣的影響仍然有待進(jìn)一步探究。

3）傳統(tǒng)的工作思路為選定膜材料后再進(jìn)行預(yù)處理工藝的選擇與優(yōu)化，未來應(yīng)將膜材料的選用或新型膜材料的開發(fā)制備與預(yù)處理工藝的選擇和優(yōu)化綜合考慮，實(shí)現(xiàn)前后的統(tǒng)一規(guī)劃。

4）盡管預(yù)處理過程可以實(shí)現(xiàn)膜污染的控制與減緩，但污染問題終究無法完全避免，因此膜清洗過程必不可少，如何優(yōu)化膜清洗工藝，以更為簡(jiǎn)潔、高效、綠色的方法實(shí)現(xiàn)膜性能的再生是未來研究工作需要重視的另一方向。

參考文獻(xiàn)：

[1]? ? 李圭白. 飲用水安全問題及凈水技術(shù)發(fā)展[J]. 中國(guó)工程科學(xué)，2012，14（7）：20-23.

[2]? ? TIAN J Y，TENG Y M，GAO S S，et al. A Metal-organic composite ultrafiltration membrane synthesized via Quadratic phase inversion[J]. Separation and Purification Technology，2022，282：119973.

[3]? ? 陶洪文. 工業(yè)水處理中超濾膜技術(shù)的應(yīng)用[J]. 化工管理，2019（16）：56-57.

[4]? ? 楊瑞雪，張燕，蔣正統(tǒng)，等. 超濾應(yīng)用于自來水廠工程設(shè)計(jì)[J]. 廣州化工，2019，47（23）：141-142，182.

[5]? ? 馬剛，泰佳. 超濾膜技術(shù)在水廠中應(yīng)用的試驗(yàn)研究與探討[J]. 城鎮(zhèn)供水，2015（5）：81-86.

[6]? ? 沈悅嘯，王利政，莫穎慧，等. 膜污染和膜材料的最新研究進(jìn)展[J]. 中國(guó)給水排水，2010，26（14）：16-22.

[7]? ? BAI Z Y，ZHANG R J，WANG S X，et al. Membrane fouling behaviors of ceramic hollow fiber microfiltration （MF） membranes by typical organic matters[J]. Separation and Purification Technology，2021，274：118951.

[8]? ? 王美蓮. 混凝/超濾組合工藝處理農(nóng)村地表水源研究[J]. 科技創(chuàng)新導(dǎo)報(bào)，2017，14（29）：122-123.

[9]? ? 王輝. 臭氧氧化聯(lián)合粉末活性炭吸附緩解超濾膜污染研究[D]. 哈爾濱：哈爾濱工業(yè)大學(xué)，2017.

[10]? ARHIN S G，BANADDA N，KOMAKECH A J，et al. Membrane fouling control in low pressure membranes：a review on pretreatment techniques for fouling abatement[J]. Environmental Engineering Research，2016，21（2）：109-120.

[11]? ZHANG R J，YUAN S N，SHI W X，et al. The impact of anionic polyacrylamide （APAM） on ultrafiltration efficiency in flocculation-ultrafiltration process[J]. Water Science and Technology，2017，75（7/8）：1982-1989.

[12]? ZHANG X L，F(xiàn)AN L H，RODDICK F A. Effect of feedwater pre-treatment using UV/H2O2 for mitigating the fouling of a ceramic MF membrane caused by soluble algal organic matter[J]. Journal of Membrane Science，2015，493：683-689.

[13]? 董秉直，林潔，張晗. 一種新的有機(jī)物分子質(zhì)量測(cè)定以及在膜污染研究中的應(yīng)用[J]. 給水排水，2012，48（7）：117-122.

[14]? 龔超，于水利，顧正陽，等. 混凝-超濾組合工藝處理魚粉加工廢水[J]. 四川環(huán)境，2018，37（1）：16-21.

[15]? ZHANG Z H，WANG Y，LESLIE G L，et al. Effect of ferric and ferrous iron addition on phosphorus removal and fouling in submerged membrane bioreactors[J]. Water Research，2015，69：210-222.

[16]? 史慧婷，楊艷玲，李星，等. 混凝-超濾處理低溫低濁受污染水試驗(yàn)研究[J]. 哈爾濱商業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào)（自然科學(xué)版），2010，26（2）：144-148.

[17]? 華建良，倪先哲，桂波，等. 在線混凝/超濾膜高通量處理太湖水的效果與機(jī)理[J]. 中國(guó)給水排水，2018，34（3）：37-41.

[18]? 魏永，姚維昊，桂波，等. 在線混凝/超濾處理太湖水的試驗(yàn)研究[J]. 中國(guó)給水排水，2019，35（15）：54-58.

[19]? 趙純，金凡，安葉，等. 混凝-超濾工藝去除水中復(fù)合污染物試驗(yàn)研究[J]. 土木與環(huán)境工程學(xué)報(bào)（中英文），2019，41（4）：143-149.

[20]? 董秉直，杜嘉丹，林潔. 混凝預(yù)處理緩解微濾膜污染的效果與機(jī)理研究[J]. 給水排水，2015，51（1）：115-118.

[21]? WU Y，ZHANG Z G，HE P R，et al. Membrane fouling in a hybrid process of enhanced coagulation at high coagulant dosage and cross-flow ultrafiltration for deinking wastewater tertiary treatment[J]. Journal of Cleaner Production，2019，230：1027-1035.

[22]? 劉海龍，陳國(guó)豪，柴建恬，等. 地表水強(qiáng)化混凝超濾處理系統(tǒng)研究[J]. 水處理技術(shù)，2017，43（1）：120-124，129.

[23]? SHEN X，GAO B Y，GUO K Y，et al. PAC-PDMDAAC pretreatment of typical natural organic matter mixtures：Ultrafiltration membrane fouling control and mechanisms[J]. Science of the Total Environment，2019，694：133816.

[24]? SHEN X，GAO B Y，GUO K Y，et al. Characterization and influence of floc under different coagulation systems on ultrafiltration membrane fouling[J]. Chemosphere，2020，238：124659.

[25]? LI R H，GAO B Y，WANG W，et al. Floc properties and membrane fouling in coagulation/ultrafiltration process for the treatment of Xiaoqing River：The role of polymeric aluminum-polymer dual-coagulants[J]. Chemosphere，2020，243：125391.

[26]? L?WENBERG J，ZENKER A，BAGGENSTOS M，et al. Comparison of two PAC/UF processes for the removal of micropollutants from wastewater treatment plant effluent：Process performance and removal efficiency[J]. Water Research，2014，56：26-36.

[27]? 陳益清，王燕藏，孫昕，等. 不同超濾組合工藝凈水及膜污染的中試研究[J]. 水處理技術(shù)，2014，40（7）：76-79.

[28]? ZHANG Y，WANG X Y，JIA H J，et al. Algal fouling and extracellular organic matter removal in powdered activated carbon-submerged hollow fiber ultrafiltration membrane systems[J]. Science of the Total Environment，2019，671：351-361.

[29]? 瞿芳術(shù)，王小波，任南琪，等. 生物活性炭濾池/超濾組合工藝處理華南山區(qū)水庫(kù)水[J]. 中國(guó)給水排水，2017，33（9）：16-21.

[30]? CHENG X X，LI P J，ZHOU W W，et al. Effect of peroxymonosulfate oxidation activated by powdered activated carbon for mitigating ultrafiltration membrane fouling caused by different natural organic matter fractions[J]. Chemosphere，2019，221：812-823.

[31]? SHAO S L，LIANG H，QU F S，et al. Combined influence by humic acid （HA） and powdered activated carbon （PAC） particles on ultrafiltration membrane fouling[J]. Journal of Membrane Science，2016，500：99-105.

[32]? SHAO S L，CAI L Y，LI K，et al. Deposition of powdered activated carbon （PAC） on ultrafiltration （UF） membrane surface：influencing factors and mechanisms[J]. Journal of Membrane Science，2017，530：104-111.

[33]? LI K，LIANG H，QU F S，et al. Control of natural organic matter fouling of ultrafiltration membrane by adsorption pretreatment：Comparison of mesoporous adsorbent resin and powdered activated carbon[J]. Journal of Membrane Science，2014，471：94-102.

[34]? LI K，WEN G，LI S，et al. Effect of pre-oxidation on low pressure membrane （LPM） for water and wastewater treatment：a review[J]. Chemosphere，2019，231：287-300.

[35]? HILBRANDT I，SHEMER H，RUHL A S，et al. Comparing fine particulate iron hydroxide adsorbents for the removal of phosphate in a hybrid adsorption/ultrafiltration system[J]. Separation and Purification Technology，2019，221：23-28.

[36]? CHENG X X，LIANG H，DING A，et al. Effects of pre-ozonation on the ultrafiltration of different natural organic matter （NOM） fractions：Membrane fouling mitigation，prediction and mechanism[J]. Journal of Membrane Science，2016，505：15-25.

[37]? ACERO J L，BENITEZ F J，REAL F J，et al. Micropollutants removal from retentates generated in ultrafiltration and nanofiltration treatments of municipal secondary effluents by means of coagulation，oxidation，and adsorption processes[J]. Chemical Engineering Journal，2016，289：48-58.

[38]? YU W Z，LIU T，CRAWSHAW J，et al. Ultrafiltration and nanofiltration membrane fouling by natural organic matter：Mechanisms and mitigation by pre-ozonation and pH[J]. Water Research，2018，139：353-362.

[39]? BU F，GAO B Y，SHEN X，et al. The combination of coagulation and ozonation as a pre-treatment of ultrafiltration in water treatment[J]. Chemosphere，2019，231：349-356.

[40]? 郜玉楠，王信之，宗子翔，等. 混凝-超濾短流程工藝膜污染特性及防治研究[J]. 水處理技術(shù)，2017，43（3）：78-81.

[41]? LU Z J，LIN T，CHEN W，et al. Influence of KMnO4 preoxidation on ultrafiltration performance and membrane material characteristics[J]. Journal of Membrane Science，2015，486：49-58.

[42]? YU W Z，GRAHAM N J D. Application of Fe（II）/K2MnO4 as a pre-treatment for controlling UF membrane fouling in drinking water treatment[J]. Journal of Membrane Science，2015，473：283-291.

[43]? CHENG X X，LIANG H，DING A，et al. Ferrous iron/peroxymonosulfate oxidation as a pretreatment for ceramic ultrafiltration membrane：Control of natural organic matter fouling and degradation of atrazine[J]. Water Research，2017，113：32-41.

[44]? TIAN J Y，WU C W，YU H R，et al. Applying ultraviolet/persulfate （UV/PS） pre-oxidation for controlling ultrafiltration membrane fouling by natural organic matter （NOM） in surface water[J]. Water Research，2018，132：190-199.

[45]? ?ENGüL A B，ERSAN G，TüFEK?I N. Removal of intra- and extracellular microcystin by submerged ultrafiltration （UF） membrane combined with coagulation/flocculation and powdered activated carbon （PAC） adsorption[J]. Journal of Hazardous Materials，2018，343：29-35.

[46]? 董秉直，高昊旸，胡孟柳. 臭氧-粉末炭聯(lián)用作為預(yù)處理緩解膜污染的效果與機(jī)制[J]. 環(huán)境科學(xué)，2018，39（6）：2732-2739.

[47]? 董秉直，陳嘉佩. 膜組合工藝應(yīng)對(duì)藻類暴發(fā)的能力研究[J]. 給水排水，2015，51（2）：25-31.

[48]? YU W Z，CAMPOS L C，GRAHAM N. Application of pulsed UV-irradiation and pre-coagulation to control ultrafiltration membrane fouling in the treatment of micro-polluted surface water[J]. Water Research，2016，107：83-92.

[49]? YU W Z，GRAHAM N J D，F(xiàn)OWLER G D. Coagulation and oxidation for controlling ultrafiltration membrane fouling in drinking water treatment：Application of ozone at low dose in submerged membrane tank[J]. Water Research，2016，95：1-10.

[50]? DU X，YANG W P，ZHAO J，et al. Peroxymonosulfate-assisted electrolytic oxidation/ coagulation combined with ceramic ultrafiltration for surface water treatment：Membrane fouling and sulfamethazine degradation[J]. Journal of Cleaner Production，2019，235：779-788.