水资源的短缺和污染是当今世界面临的严峻问题之一，海水淡化以及工业废水、城市废水的处理回用是人们解决水资源短缺和环境污染所需面临的技术难题。本文将针对含油废水，高含盐废水以及灰水的处理及回用，研究膜蒸馏以及正渗透与膜蒸馏联合工艺在解决上述水体中的污染、润湿、结垢、漏盐以及能耗问题。　　膜蒸馏(Membrane Distillation，MD)是一种基于蒸汽透过疏水膜达到纯化的热力学驱动过程。该过程是以膜两侧的蒸汽压差作为驱动力，在该过程中，原料液中的挥发组分在气液界面气化通过疏水膜扩散到另一侧，因为原料液的温度远低于水的沸点，所以可以采用低级废热或太阳能作为热能来源，在膜蒸馏过程中不需要液压驱动，系统简单，MD的截留率理论上可以达到100％，因此由于其优异的性能，受到领域内的广泛关注。　　在MD过程中，膜蒸馏疏水膜需要将膜两侧液体分离开，阻隔液体相互渗透、扩散。而只有液体通过蒸发作用形成的水蒸气可以通过膜的多孔通道从膜的一侧到另一侧。膜的污染、润湿问题对于膜蒸馏性能起到了破坏作用。本文第二章通过模拟荷叶表面，采用涂覆法，将多尺度聚苯乙烯、二氧化硅小球(SiNPs@PS)涂覆在阳离子改性聚偏氟乙烯(PVDF)膜表面，并通过化学氟化法进行化学改性，制备了具有双疏性能的PVDF膜(MSF-PVDF)，其中多尺度SiNPs@PS微球通过Stober法制备纳米级二氧化硅小球(SiNPs)以及通过自由基分散共聚合法制备阳离子聚苯乙烯微球(PS)，并经过静电吸附作用将SiNPs包覆在PS微球上，形成多尺度SiNPs@PS球。该双疏膜对水(176°)以及十六烷(138°)等较大表面能范围内的液体具有较高的疏水性，对于含表面活性剂的乳化油溶液的膜蒸馏浓缩过程具有极好的抗润湿性能。　　本文第三章介绍通过微模塑相分离技术(Micromolding Phase Separation)制备表面带有微米柱结构的多孔PVDF超疏水自清洁膜材料(MPs-PVDF)，用来解决高含盐废水在MD浓缩过程中出现的结垢和润湿问题。其接触角达到174°，滚动角达到17°。实验表明MPs-PVDF膜能够对饱和氯化钠溶液的MD过程具有较好的截留性能，且未出现润湿现象。本研究首次将微模塑与相转化技术相结合构建多孔柱状膜，该工艺通过在不进行化学改性的条件下使得膜的表面疏水性得到了显著地提升，这将为制备膜蒸馏专用膜提供新的思路。　　另外，本文第四章采用正渗透-膜蒸馏联合工艺(FO-MD)处理絮凝灰水，采用FO对絮凝灰水进行率先处理，采用MD对FO驱动液进行浓缩，从而获得更为纯净的水。本文对联合工业进行了能量衡算，分析了工艺过程中各参数之间关系，以及对总能耗的影响。对于FO-MD联合工艺处理灰水的优化设计提供了较为有利的思路。