由于膜技术用于地表水处理能够达到美国环保局地表水处理规定，近几年在美国得到广泛认可。相对于其他处理技术，膜技术更先进且成本效率更高。另外它还具有易于建立和操作的特点，而且可以在处理不同水质进水的情况下保证出水质量。
正确地选择合作伙伴（设备供应商和工程顾问）是将膜技术应用于饮用水或废水处理取得成功的关键。加州水务公司在其新的饮用水处理厂运行过程中深深地意识到这一点。该厂位于加州Bakersfield市，日处理量为20 百万加仑/天（7570立方米/天）MG。
工艺设计
Black & Veatch公司（B & V）受加州水务公司委托为Bakersfield市设计水处理系统，该系统每天将从Kern河中取水20MG（约75,708立方米）并进行处理。B&V公司最后选择了混凝沉淀系统作为膜系统的前处理，其中使用的混凝剂为三氯化铁。
Bakersfield市同时选择了Pall公司的微滤系统并进行中试试验，一方面验证微滤系统的处理能力，另一方面确定将来实际厂区的大小。处理厂于2003年7月开始正式运行。系统前期运行良好，直到2003年年底发现在经过例行的维护清洗之后，系统内膜渗透压力（TMP）上升速度比预期加快。这个事先未预见的TMP上升加快的问题如果不解决，将导致水产量下降，泵能耗增加和膜清洗频率加快。
再度联手
加州水务公司邀请B&V公司和Pall公司协助共同解决当前难题。在再次查看中试试验数据之后，并没有发现与当前问题相关的任何迹象。所以，最好的方法就是检查实际处理厂流程以确定它与中试中流程的差异。
调查发现中试与实际工程的主要差异来自斜板沉淀器沉淀污泥的回流。此回流‘流量占原进水的百分之一左右。由于回流流量小，在原设计和中试过程中，此回流被忽略了，而实际运行中，回流中的杂质对膜系统的运行造成了不良影响而导致问题。
来自Pall公司和B&V的研究人员和工程师队伍一起合作设计并进行了几个相关的实验室研究和现场试验。而Pall公司研究部门对使用后被污染的膜进行分析后指出造成膜污染的物质为铁离子与有机物的复合物。
由于水中碱度较低，部份三氯化铁絮凝剂加入之后在水中形成自由铁离子。自由铁离子与澄清后回流废水中的有机物质相结合，形成铁离子－有机物复合物继而导致膜污染。研究发现，通常使用的膜清洗剂如标准的碱性氯液和柠檬酸清洗过程都不能有效的分解这种复合物并从膜上予以去除。
在找到问题的原因之后，提出了两种可能的解决方案：
- 建立新的清洗方案，有效分解并去除铁离子－有机物复合物；
- 去除进水中的铁离子或者有机物，阻止其形成。
Pall公司的研究队伍尝试了多种强化的清洗方法，最后发现在含有NaOH和NaOCl的基础清洗液内加入EDTA可以加快这种导致膜污染的铁离子有机复合物的分解。另外，对柠檬酸清洗溶液的有效性也做了研究。研究表明此铁离子有机复合物的分解需要比柠檬酸更强的强酸。 实验证明在其中加入强酸对纤维膜进行全面清洗之后，膜性能也可以恢复。此外还尝试了几种新的混凝剂。对于低碱度的进水，采用PACl作为混凝剂可以解决铁离子进入膜处理系统的问题，从而有效地避免铁离子－有机物复合物的形成。PACl的加入还可以使膜系统具备TOC去除能力，从而满足有关消毒副产物的相关规定。
实际结果
2004年2月底对处理系统做了改进。用PACl代替了基于铁离子的混凝剂，在清洗剂溶液（腐蚀性氯）内加入EDTA对膜进行清洗后，再使用FDA批准的盐酸溶液对膜进行彻底的清洗。系统改进后性能得到很大的提高。
如今，该处理厂由加州水务公司运营，而实际运行的处理量则控制在稍低于其设计处理能力：18MGD（68,137立方米/天）。然而，鉴定结果表明，厂内最高膜通量可以达到80加仑/平方英尺·天（约3.26立方米/平方米·天）。在此通量下，处理厂日处理水量最高可以达到25MG（约94,635立方米）。新的操作程序包含每运行3-4天使用碱性氯溶液对膜组件进行通量强化清洗。
原位清洗（CIP）过程间隔大于30天，其中使用的标准清洗溶液含有NaOH、NaOCl和柠檬酸。此清洗过程与设计条件相近，而缓慢的TMP上升速率也意味着实际处理厂的效率以及在能源消耗和化学物质使用方面，比中试中所预计的更为理想。
处理厂出水水质良好，其出水浊度平均值为0.04NTU，而且所有水样浊度均低于0.1NTU。处理后水中TOC含量下降约42％，出水中消毒副产物（TTHM和HAA5）含量通常在16-19微克/升之间。
加州水务公司水厂经理Gary Witcher说，“我们感谢Pall公司管理部门和科研队伍在此工程中的努力。毫无疑问，我们在此工程中选对了处理工艺和过滤器。”
最终分析
上述Bakersfield市水处理厂经历事前未预见的复杂问题并成功解决的过程说明，科研资源，包括经验丰富的专业技术人员、工厂设施和处理工艺都是确保水处理厂运行成功的关键因素。从此案例，我们也可以看出除了科研资源，设备供应商、咨询顾问和设施业主之间的密切合作也是取得成功的关键。
总之，在为水处理厂选择合作伙伴时，需要综合考虑科研实力、技术资源以及合作能力等因素。
