近年来,由于人口的快速增长、经济的迅猛发展以及可用淡水资源的破坏,水资源短缺逐渐成为全球性问题。废水是一种潜在的水资源,膜分离技术在废水处理和水资源回收领域发挥着关键性的作用。正渗透（FO）是一种新兴的膜技术,以渗透压差作为驱动力。由于FO技术具有无需外加驱动力,能耗较低等优势,在废水处理、脱盐以及浓缩等应用中表现出巨大潜力。但是,膜污染导致水通量降低、FO膜使用寿命损耗以及膜清洗增加运行成本等问题,极大地限制了 FO技术的发展。本论文通过在FO膜活性层原位合成硒纳米粒子（Se NPs）制备抗菌纳米复合FO（TFN FO）膜;通过在FO膜支撑层共混纳米碳粉制备导电TFN FO膜,构建电辅助厌氧正渗透膜生物反应器（AnOMEBR）和电辅助FO系统。主要的研究结果如下:（1）通过原位还原反应在FO膜活性层中合成Se NPs,制备负载Se TFN FO膜,考察不同Se负载量对TFN FO膜性能的影响。结果发现,Se NPs均匀地分布在TFN FO膜活性层中,提高了 FO膜表面亲水性,降低了 Zeta电位值。相比于对照组,水通量从14.0 LMH提高到16.6 LMH（1.0 wt%Se TFN FO）。抑菌圈测试结果表明负载Se TFN FO膜显示出明显的抗菌能力。抑菌率（BR）测试以及活/死细胞测试表明,负载1.5 wt%Se TFN FO膜对革兰氏阴性菌（大肠杆菌）和革兰氏阳性菌（金黄色葡萄球菌）抑菌率达到100%。（2）通过将碳纳米颗粒共混于支撑层中制备导电TFN FO膜,在电辅助条件下考察对不同污染物的抗污染性能。结果发现,随着碳粉含量的增加,TFN FO膜的导电性和机械性能提高,但水通量和孔隙率有所下降。碳粉含量为4wt%时,TFN FO膜表现出最佳的综合性能,电导率为170.1 mS/m。去离子水作为原料液,1 M氯化钠作为汲取液,活性层朝向原料液和汲取液时,初始水通量分别为14.0和17.2 LMH。抗污染实验结果表明,电辅助条件下膜表面与污染物之间产生静电排斥作用,膜污染情况明显得到缓解。外加电压值达到+1.7 V时,CaSO4作为模型污染物,8小时运行后水通量较对照组提高了 31%。牛血清白蛋白（BSA）和溶菌酶（LYS）作为模型污染物,水通量分别提高了 13%和7%。水通量变化趋势结果表明,电辅助过程对缓解初期膜污染效果更佳。（3）使用导电TFN FO膜构建AnOMEBR处理模拟城市废水,导电TFN FO膜同时被用作分离单元和阴极,考察AnOMEBR中膜污染的形成和发展。结果发现,电场的存在使AnOMEBR中的可溶性微生物产物（SMP）含量和蛋白质/多糖（PN/PS）值分别比AnOMBR低26%和15%,污泥悬浮液的Zeta绝对值是AnOMBR的1.2倍。在膜污染的初始阶段,荷负电的膜表面与荷负电的污染物之间的静电排斥作用可以阻碍污染物在膜表面的吸附沉积。污染物之间的静电排斥相互作用增加,更易形成较薄且疏松的滤饼层,有效缓解膜污染。相比于AnOMBR,AnOMEBR的废水处理能力提升了 50%。（4）使用导电TFN FO膜构建电辅助FO系统,将电化学过程与FO过滤过程相结合,考察微藻收获性能。结果发现,电辅助条件使微藻细胞发生絮凝团聚,同时在荷负电的微藻细胞与膜表面之间产生静电排斥作用,阻碍微藻细胞在膜表面吸附和沉积,显著缓解了膜污染。相比于不施加电场,施加-5 V电场后,水通量损失降低了 58%,微藻回收效率提高了 17%。对收获的微藻进行脂质提取,电场的存在使微藻细胞壁更容易被破坏,有利于脂质提取。-5 V电场条件下,进行一次和两次提取后,微藻脂质提取效率高于对照组。该系统有望降低微藻收获过程的能耗。