1、实验部分
1.1 实验装置和实验水样
实验系统由3组处理工艺组成，包括直接超滤工艺（工艺1）、曝气-超滤工艺（工艺2）以及曝气-砂滤-超滤工艺（工艺3），地下水原水经过提升泵进入高位水箱备用。工艺1的原水由高位水箱进入恒位水箱后直接进行超滤；工艺2的原水进行曝气后进入恒位水箱，再进行超滤；工艺3的原水进行曝气后经过砂滤池过滤，再进入恒位水箱后进行超滤。组合砂滤柱用有机玻璃制成，柱高3m，直径90mm；滤柱上部为曝气段，高度为50cm，曝气的气水体积比为60:1；滤柱下部为过滤段，滤速6m/h，滤料由上而下分别为80cm无烟煤、110cm锰砂和20cm粗砂垫层，锰砂粒径为0.80～1.47mm，K80为1.84。超滤膜组件采用外压式中空纤维膜，膜材料为聚偏氟乙烯，孔径10nm，膜丝内外径分别为1.0mm和1.6mm，膜组件的膜总面积为28.14cm²。超滤膜出水采用蠕动泵（BT100－2J）抽吸，每天校核2次流量，以确保恒定的膜通量。
实验原水为东北某市某地下水水厂的原水水质：总铁质量浓度为4.25～16.55mg/L，总锰质量浓度为0.76～0.94mg/L，pH为6.70～6.90，碱度为260～265mg/L，浊度为2.60～2.80NTU。
1.2 实验方法
每种实验参数的运行周期为9d，采用恒定膜通量20L/(m²·h)，每天测定2次超滤膜进出水的铁锰含量，同时记录跨膜压差变化；利用扫描电镜和X射线光电子能谱进行污染物分析。
1.3 分析方法
水中Fe和Mg等金属离子采用全谱直读离子发射光谱仪（ICP，Optima8300）进行测定；膜表面污染物采用扫描电子显微镜（SEM-EDS，QUAN-TA200)和X射线光电子能谱（XPS）进行检测；采用真空压力表（Y100ZT-0.1-0MPA）监测超滤膜的跨膜压差（TMP）变化。
