近年来,随着居民对水质要求的不断提升以及饮用水安全重视程度的日益上升,全国各地的自来水公司陆续开始进行水厂的深度处理工艺改造,如何在满足新国标的标准要求下,同时降低运行成本成为水厂运行的关键。超滤（UF）作为深度处理工艺,在原有工艺上,可进一步去除水中的细菌、病毒、胶体杂质以及大分子有机物,且不产生其他物质。其中,浸没式超滤膜由于其过滤面积较大并且安装方便,在饮用水处理中有着广泛的应用潜力,然而超滤膜膜丝维护成本高、膜污染严重等问题均是目前超滤膜无法广泛应用的主要限制因素。本论文主要针对膜特性、预处理等对浸没式超滤膜过滤性能的影响进行研究,通过对比常规处理工艺水厂、超滤水厂以及超滤膜小试处理装置的水处理效能,提出膜运行优化的方案。主要的研究内容和结论如下:对使用了超滤膜处理技术的三水厂各工艺单元的去除率进行水质分析。其中,超滤膜单元的出水水质稳定且受原水水质变化影响较小,对浊度的平均去除率高达99.72%,其他出水水质指标耗氧量、氨氮、微生物、三卤代物等均满足饮用水标准;然而,沉淀池和生物活性炭滤池容易受温度影响,炭滤池冬季的氨氮出水比夏季高约0.02 mg/L,沉淀池高0.03 mg/L左右。分析了近三年不使用超滤膜处理技术的二水厂与使用超滤膜处理技术的三水厂的出水水质指标。其中三水厂对浊度的去除效果最为明显,比二水厂的出厂水浊度低47.37%;耗氧量、氨氮及菌落总数去除作用有限;铁、锰的去除效果相当。研究了在零污染通量下运行的超滤膜组件的出水水质,对比不同组合工艺的影响,发现活性炭过滤等前处理工艺可以有效降低膜污染的速率,能够有效的延长超滤膜的使用寿命,为二水厂的改造提供新思路;同时在零污染通量下运行一段时间,减小清洗频次,将化学清洗周期延长至10天,发现水厂不仅满足基本的水量,并且出水的净水效能相差不大,但是能减少大约162.74万元/年的运行成本。