因其高效、低耗、出水水质高等特点，膜混凝工艺在水处理中具有广泛的应用前景。但是对可溶性天然有机物（natural organic matter，NOM）较低的去除效率阻碍了该工艺的推广；并且NOM中按极性而分的不同级分以其复杂而特殊的结构造成了不同程度的膜污染，也成为该工艺去除天然水NOM中亟待解决的难题。到目前为止，NOM的不同级分在膜混凝过程中潜在的作用和变化在科学意义上仍然不是非常清晰，基础性的研究还比较匮乏。本文是在不同配水水质及混凝机理条件下，就混凝——微滤工艺对于天然水中NOM不同级分的去除效果进行了研究。通过色谱检测手段表征NOM中芳香族化合物及非芳香族化合物，以对整个工艺中不同NOM级分的特性及其与混凝剂的反应机理进行深入研究：根据相关文献，当pH为7且混凝剂投量大约大于1.82mg Al/L时，对应网捕卷扫（sweep-flocs）的混凝机理；当pH为4.5且溶液中颗粒物的zeta电位在±5mV之间时，对应电中和（charge neutralization）的混凝机理。根据NOM中有机胶体（organic colloids, OC）高分子量的性质，故其分子尺寸较大，网捕卷扫对其去除效果要好于电中和；对腐殖质（humic substance, HS）来说，其分子结构中强酸性的羧基以及苯酚基基团使得分子带有较高的负电荷，从而与带正电的混凝剂产生更强的静电吸附作用，以致在电中和机理下的去除效率更高。通过对NOM各级分的特性分析发现当pH为7时，腐殖质可以与铝盐混凝剂的水解产物【根据纳米级的分子尺寸推测为无定形的氢氧化铝（amorphous Al(OH)3,Al(OH)3(am)）】在吸附络合及网捕卷扫作用下形成铝——腐殖质络合物（Al-HScomplex），从而使得中分子量的腐殖质在混凝后出现了高分子量的特征，该高分子量的络合物会随着混凝剂投量的增加而逐渐被网捕卷扫去除。然而，当OC与HS以1:1或1:3的质量浓度比共存时，混凝过程会变得更加复杂：相较OC单独存在时，与HS共存时OC会与其产生对混凝剂的竞争，并且生成的高分子量的Al-HS complex实质上增加了胶体有机物的浓度，导致pH为7时对于OC的去除率会下降。但是相较HS单独存在的情况，与OC共存并且在HS浓度大于0.4--0.6mg/L时，会引发絮体有限反应集团凝聚碰撞机理，形成更密实的絮体，从而通过沉淀达到对HS更好的去除效果。用混凝沉淀后的上清液作为进水进行60分钟单周期以及多周期的微滤试验。其结果表明HS以及Al-HS complex并不会引起微滤膜标准化比通量的衰减。但是OC却会引起明显的比通量衰减。经分析，OC的分子组分、分子尺寸及极性是造成膜污染的主要原因。同时也可以验证混凝作为微滤的前处理，可以有效的缓解膜污染：随着混凝剂投量的增加，有效的去除了水样中的OC，使得膜污染逐渐减小，比通量逐渐得到提升。并且，经过渗透液的反冲洗，恢复性标准化比通量都在0.9以上，表明OC主要造成的是水力学可逆的膜污染。多周期微滤试验也可以观察到相似的趋势，即混凝剂投量越高，膜污染越小。在多周期微滤试验结束后，对微滤膜进行电镜扫描，可以观察到随着混凝剂投量的增加，沉积在膜表面的污染物从大变小，从密实变至稀疏。综上，本文分析了NOM中不同有机级分的膜混凝特性及机理，就胶体及腐殖质在膜混凝中的变化和作用进行了基础性的研究。并且，验证了混凝是微滤的一种有效的前处理方式，为膜混凝工艺的推广提供了工艺参数及理论依据。