正文
陶瓷超滤膜
具有
耐腐蚀、易维护
等
优势，
并
展现出高通量
的运行
潜力。
本研究
旨在破解
赤潮环境下高通量陶瓷膜
超滤系统
（净通量
200 LMH）的
膜
污染难题
，为
空间受限场景下的
海水淡化
预处理
提供解决方案。本研究重新
评估
了传统在线混凝
-超滤（IC-UF）工艺，并探究了其在高通量
运行条件
下应对不同赤潮强度的性能表现。同时，
为了不使用气浮工艺以节省能源，本研究
重新审视了混凝
-
絮凝
-
UF（ICF-UF）
工艺。尽管
ICF-UF已有理论基础，但在海水淡化厂应用较少（见文中
表
1
）。主要原因是传统观点认为超滤膜已足以有效截留絮体，从而忽视了
ICF-UF的额外絮凝作用。然而，赤潮条件下高剂量混凝剂的使用改变了主要混凝机理，影响了混凝动力学以及颗粒/AOM的时变聚集过程，进而对IC-UF和ICF-UF系统的膜污染产生显著影响。基于此，本研究系统比较了IC-UF与ICF-UF两种高通量超滤工艺在不同赤潮强度下的性能差异，具体目标包括：
1）
开发预处理性能评估矩阵，以指导在各种赤潮情景下混凝
-高通量超滤的预处理选择和操作条件；
2）
确定连续流高通量超滤系统中的关键膜污染物，并完善针对高通量超滤系统的
MC策略，以延长有效运行周期；
3）
验证
ICF-UF在不同赤潮强度下连续高通量运行的可持续性，探究其膜污染机理，将其定位为海水淡化厂中传统IC-UF和DAF-UF的优越替代品。
在赤潮条件下
，
实现高通量超滤的稳定运行，仍然是一项重大挑战。研究首先通过
Jar Tests和批次过滤实验，建立了包含藻源有机物（AOM）、浊度、叶绿素a和修正污染指数（MFI）的评估矩阵，用于分析不同铁投加量、絮凝时间和赤潮强度（藻
浓度
10
⁴
-10
⁶
cells/mL）下IC-UF和ICF-UF的处理效果。在从批次超滤
系统
过渡到连续超滤
系统
时，研究发现
AOM是预测膜污染的关键指标，因其会形成物理性不可逆污染物；而批次超滤
系统
中因微粒（
micro-particles）导致的高MFI值在连续超滤中因物理反洗的有效性而无法准确反映实际
膜
污染情况。更关键的是，
AOM与铁形成的复合污染物（AOM-Fe）会显著削弱维护清洗（MC）效果。为此，研究还优化了清洗策略，采用"柠檬酸预洗+次氯酸钠深度清洗"的分步法，有效清除了AOM-Fe复合物。
连续超滤运行结果显示，在低藻
浓度
（如
10
⁴
cells/mL）下，IC-UF通过形成微絮体能有效控制污染；但随着藻
浓度
升高，高通量
IC-UF会出现严重的滤饼层和膜孔堵塞。相比之下，ICF-UF通过铁活性位点（如η-H₂O/η-OH）强化絮凝，显著提升了微颗粒（2-6 μm）、生物聚合物、腐殖质等污染物的去除率，在应对高强度赤潮（＞3×10
⁵
cells/mL）时表现出更优的抗膜污染性能。最终研究表明，ICF-UF无需气浮即可实现200 LMH的高通量稳定运行，其通量表现远超现有海水淡化厂的常规工艺水平，为不同赤潮强度下的海水预处理提供了有效解决方案。
图文导读
图
1.
开发预处理性能评估矩阵
。
为筛选适宜的预处理工艺
及其
参数，本研究采用响应面法评估
在线
混凝
(
i
nline-coagulation
；
IC) 与混凝-絮凝（ICF）工艺在不同赤潮强度下的处理效果：
(a)
溶解性有机物（
DOC）；
(b)
叶绿素；
(c)
浊度；
(d)
膜
污染指数（
MFI）。Fe³⁺投加量1-10 mg/L、絮凝时间0-12min（图示0/6/12min）、初始藻
浓度
10
⁴
-10
⁶
个细胞
/mL。
图
2. 高通量
陶瓷膜
超滤系统可持续运行
的
挑战
：
(1)
连续流超滤
系统
与间歇式超滤系统
的的
关键
膜
污染物存在差异；
(2)
