随着越来越严峻的水资源短缺,污水回收利用被认为是水资源可持续发展的重要途径。目前超滤技术已被用于污水处理厂二沉池出水的深度处理,但二沉池出水有机物（Effluent Organic Matter,EfOM）造成的不可逆膜污染成为限制其大规模应用的技术瓶颈。识别EfOM中的主要膜污染组分,揭示膜污染机理,从而通过预处理手段有效控制膜污染,成为二沉池出水膜滤深度处理当下所面临的技术关键。本研究以武汉某城市污水处理厂二沉池出水为对象,采用在线混凝-超滤联合工艺深度处理二沉池出水。利用树脂提取和多种表征手段识别EfOM主要成分及特性;借助XDLVO理论从微观作用力角度阐述EfOM中典型污染物腐殖酸（Humic Acid,HA）与牛血清蛋白（Bovine Serum Albumin,BSA）交互作用对膜污染的影响机制;接着探索了典型污染物HA、BSA、海藻酸钠（Sodium Alginate,SA）和Ca²⁺的混凝机制,针对絮体形态与多项膜污染指标之间的相关性进行显著分析。本研究成果有助于解析实际二沉池出水的膜污染机理,可为混凝-超滤深度处理二沉池出水提供工艺指导,具有应用价值,得到的主要结论如下:（1）华中地区武汉某污水处理厂二沉池出水成分表征显示,二沉池出水主要有四种荧光组分,包括陆源性腐殖酸类、类色氨酸蛋白质、类酪氨酸蛋白质,以及与内源有关的氧化腐殖质。该二沉池出水中芳香官能团的紫外特征吸收值较低,蛋白质和微生物代谢产物荧光强度更大,且分子量主要分布在1k¹0k Da范围,与西北、华北、华东地区污水厂二沉池出水成分特性存在明显差异。（2）直接超滤膜污染研究显示,当典型污染物HA:BSA=1:1混合时,HA与BSA的交互作用能增强HA与聚氯乙烯（polyvinyl chloride,PVC）膜表面的范德华作用力和极性作用力,同时UV₂₅₄去除率从45.2%提高至67.2%,水力可逆膜污染比例增大至80%以上;低浓度SA（0.2 mg/L）时其特有的凝胶结构导致滤饼层有较好的水力清洗效果,但高浓度SA（0.5 mg/L）可引起污染物与膜界面极性作用力的明显上升,化学可逆膜污染占比从7.5%陡然升至60.4%;无机污染物Ca²⁺主要通过增强HA与膜表面吸附的极性作用力,引起化学可逆膜污染比例从7.5%升高至47.7%。（3）HA与BSA交互作用会影响HA与混凝剂Al₁₃的络合反应,絮体强度因子从原先67.1%下降至45.2%,导致水力可逆膜污染比例从40.5%增大至66.1%;混凝中SA通过羧基的配位反应破坏Al₁₃的Keggin结构,削弱Al₁₃混凝电性中和机理,但其交联能力有效促进AlCl₃絮体生长,絮体强度因子从49.2%上升至62.9%;无机污染物Ca²⁺通过络合及架桥作用强化混凝效果,导致AlCl₃絮体强度因子从49.2%提高至57.5%,生成强度高且结构疏松多孔的滤饼层,但同时Ca²⁺络合作用可导致Al₁₃絮体化学可逆膜污染增至初始的4.1倍。絮体形态与膜污染的相关性研究显示,絮体尺寸越大,膜污染越严重,AlCl₃混凝剂絮体生长速率（1.2μm/s）明显高于Al₁₃混凝剂（0.5μm/s）,因此Al₁₃体现出更好的膜污染控制效果。（4）采用在线混凝-超滤联合工艺对实际武汉某污水处理厂二沉池出水的膜污染控制开展研究,胶体有机物是实际二沉池出水中膜污染的主要来源,滤饼层过滤模型为主要膜污染模型。实验室小试数据表明,在线混凝-超滤联合工艺中宜采用碱化度为2.2的PACl(Al₁₃含量93.9%),建议选择0.12 mmo/L投药量和150²00μm絮体尺寸范围,以期获得较好的膜污染控制效果。