在水环境污染无法迅速好转以及国家饮用水卫生标准日益严格的大背景下，常规工艺已经难以满足当前饮用水处理的要求。超滤是饮用水强化处理的一种关键技术，在国内已经开始应用于大型水处理工程。然而，膜污染和难以截留溶解性的小分子有机物等两个与身俱来的缺陷严重地阻碍了超滤净水技术的推广。而粉末活性炭吸附能够有效截留小分子有机物，可以与超滤形成互补，因而被广泛的研究和应用。然而，粉末活性炭本身是否对超滤膜存在物理磨损以及其对膜污染的影响尚未形成定论。本文围绕粉末活性炭对超滤的物理损伤以及组合工艺的净水效能和膜污染情况展开了系统的研究。首先，建立了基于压力衰减的超滤膜物理损伤评价方法，并通过实验论证压力衰减法可以用于评价超滤膜微米级的破损，具有很强的敏感性，且初始压力没有明显的影响。同时，也建立基于水质的超滤膜物理损伤评价方法，采用出水浊度、UV254、CODMN以及细菌总数来共同评价超滤膜的完整性，发现出水浊度和细菌总数对超滤膜破损均非常敏感，而出水UV254和DOC对超滤膜破损反映较小，只能作为辅助指标。采用基于压力衰减和水质的超滤膜物理损伤评价方法系统的分析了粉末活性炭长期刮擦对超滤膜的损伤，发现在0-30d的接触时间内以及0-10L/min的曝气强度下，粉末活性炭和超滤膜相互接触都不会导致超滤膜出现物理损伤的现象。其次，本文详细的研究粉末活性炭吸附和超滤组合工艺处理松花江水时的净水效能。粉末活性炭吸附的参数优化实验结果表明：粉末活性炭是控制松花江原水中有机物含量的关键措施，粉末活性炭处理冬季松花江原水的最适宜的接触反应时间约为3-5min，最佳投加量在20-30mg/L之间。长时间运行的出水效果显示，PAC-UF组合工艺采用粉末活性炭的浓度为25mg/L的时候，可以使经过滤之后出水浊度＜0.1NTU，其去除率得到大幅度提高，在反应结束后出水的CODMN与UV254的平均去除率分别提高11-19%、18-32%；投加粉末活性炭对超滤膜去除微生物无明显影响，超滤出水的细菌总数在0-3CFU之间。但由于清水水箱以及清水管路中可能滋生细菌，因此膜后水还检测出少量的细菌。膜污染形成的机制分析得出：膜孔窄化、膜孔堵塞和滤饼层堵塞是3种典型的超滤膜污染形成方式，膜孔窄化和膜孔堵塞一般是由有机污染物造成，滤饼层堵塞主要由水中的胶体物质、颗粒物质在膜表面累积引起。粉末活性炭吸附预处理可以使超滤膜处理松花江水时临界通量从增加10-13L/(m2·h)至20-28L/(m2·h)。曝气方式、过滤方式和预处理对超滤膜处理松花江水的膜污染影响较大，通过优化曝气方式、过滤方式和预处理可以有效减缓超滤过程的膜污染，实现超滤工艺的可持续稳定运行。投加25mg/L粉末活性炭后，超滤膜处理净化沉淀之后的出水，其膜污染程度要低于未投加粉末炭时的污染程度；在试验室的试验过程中其工艺的运行效果较好并且稳定；在同等条件下，无粉末活性炭投加的超滤膜，出现膜污染现象较早且污染甚是严重。