混凝-膜滤组合工艺在水/废水处理中得到了广泛应用。混凝剂是混凝预处理中的关键要素。与传统的铝、铁盐混凝剂相比，钛盐混凝剂具有更好的安全性。为克服简单钛盐混凝出水pH急剧下降、混凝性能易受水质影响等缺点，学术界先后发展了加碱预聚合和溶胶-凝胶化等方法用于制备聚钛混凝剂。相较于简单钛盐(TiCl4)和聚合氯化钛(PTC)，钛凝胶混凝剂(TXC)具有更大的网络结构、更多的表面位点以及更温和的pH下降，在混凝除浊中体现出一定的优势。然而，目前有关钛盐聚合度与膜滤适用性的关系尚不明确。
针对这一问题，张淑娟教授课题组以TiCl4和PTC为参比，测试了TXC对无机/有机微污染的的混凝性能（包括三种含氧酸盐和两种抗生素）以及在不同工艺中的除污性能（在线混凝-超滤（CUF）和混凝-沉淀-超滤（CSUF））。基于污染物的形态分布、絮体特性以及膜污染阻力分析，评估了钛盐混凝剂在混凝—膜滤中的适用性：1) 与PTC和TiCl4相比，TXC可在更宽的pH和剂量范围内实现毒性含氧酸盐和抗生素的高效去除；2) TXC絮体生长和沉降快、尺寸大且结构疏松，形成的滤饼层渗透性更好；3) 在CUF和CSUF两种工艺中，TXC混凝体系的膜通量下降最少。与聚合氯化铝(PAC)和聚合硫酸铁(PFS)相比，TXC除了具有更高的Sb(III)去除率和更低的残余浊度、残留金属浓度，混凝前后pH变化更温和，免除了后续的加碱回调pH需求。该研究为解决水深度处理中的膜污染这一瓶颈问题提供了有用的参考。
这一研究成果“The suitability of titanium salts in coagulation removal of micropollutants and in alleviation of membrane fouling”(DOI: 10.1016/j.watres.2021.117692) 于2021年9月24日在线发表于Water Research。博士研究生甘永海为论文的第一作者，张淑娟教授为本文的通讯作者。