随着世界范围内水资源的匮乏和水源水质的恶化,膜过滤技术及其组合工艺成为给水领域的研究热点之一。本文全面考察了复合式浸没微滤膜系统去除地下水中的铁、锰、氨氮、硼等微量物质的操作条件,运行结果,膜污染机理等,取得的主要成果如下:设计组建了两套实验室水平的复合式浸没膜实验装置。一套是用于去除铁锰的氧化方法与浸没式微滤膜的复合系统。另一套是用于去除硼/砷/氨氮的吸附方法与浸没式微滤膜的复合系统。在去除铁锰的氧化方法与浸没式膜复合的试验工作中:(1)首先通过一系列的烧杯氧化试验,探讨了氧化剂用量、氧化反应时间、进水组份、曝气量、pH值等参数对处理效果的影响。(2)然后进行系统的复合式膜过滤试验,首先对于5ppmFe、1ppmMn的进水,在没有pH值调整的情况下,单纯依靠曝气是无法有效去除铁锰的;没有pH值调整的情况下,采用强氧化剂次氯酸钠,虽然较曝气氧化而言,可提高去除率,但是依然达不到理想的效果;在进行pH值适当调节的情况下(对于Fe,pH值在7.0左右;对于Mn,pH值大于10.2),依靠曝气氧化结合浸没式微滤膜就可达到饮用水的标准要求:Fe<0.3ppm,Mn<0.05ppm。(3)在确定了以上操作参数的基础上,探讨了水力停留时间、曝气量、间歇抽吸、进水中铁锰的浓度比例等因子对处理效果和膜过滤性能的影响。特别值得注意的是,钙离子的加入可以有效地改善膜过滤性能。(4)针对膜污染问题,首先寻找到了针对铁(盐酸)和锰(抗坏血酸和硝酸的混合液)污染的有效膜清洗剂,然后通过烧杯试验,验证了不同条件下铁锰氧化情况及氧化产物的粒径分布,为膜污染的原因解释提供了依据。(5)根据试验结果,对100立方米/天处理量的工程应用给出了初步的计算。在去除氨氮/硼/砷的吸附方法与浸没式膜复合的试验工作中:(1)首先通过烧杯试验,分别筛选出对氨氮(沸石)或硼/砷(GRY-L)有吸附作用的吸附剂。然后对这些吸附剂的吸附行为进行深入研究,通过一系列的吸附等温试验,采用langmuir模型和Freundlish模型模拟,推导出其饱和吸附量。(2)对于浓度为10ppm的氨氮进水,研究了沸石投加浓度、曝气量、水力停留时间、间歇操作等影响因素。同时特别注意了临界通量的问题,并考察了沸石投加浓度和曝气量对临界通量的影响。(3)对于硼来说,进水浓度为1-2ppm,选择了鳌合纤维GRY-L作为吸附剂,研究了其投加量和曝气量对临界通量的影响。(4)针对沸石和GRY-L两种不同的吸附剂,对比了它们的物理性状,膜过滤性能的表现,曝气量以及吸附剂的投加量对临界通量的影响。最后,通过用理论模型模拟计算膜表面的错流速率,研究了该系统的水力学特征,为系统的进一步优化设计提供了理论依据。