膜分离技术作为新型高效的分离技术，已广泛应用在污水深度处理中。但污水中的污染物容易吸附在膜的表面，阻塞膜孔，造成膜通量降低，引起膜污染，使膜的使用寿命缩短，运行成本增加，此已成为制约膜技术发展最受关注的问题之一。 本文首先综合论述了膜及膜分离过程、膜处理技术在污水深度处理中的应用情况，重点分析了造成膜污染的影响因素及膜通量下降的原因。本文认为对污染后的膜进行后处理等办法不能从本质上解决膜污染问题，因此创新性的提出将亲水改性纳米无机粒子均匀分散到聚合物中，制备适合于污水深度处理的耐污染中空纤维改性膜，从根本上解决在污水深度处理中的膜污染问题。在膜内添加改性无机粒子，由于纳米无机粒子与聚合物的化学键合作用及改性纳米粒子的强亲水性，使得膜过滤时在膜表面形成一层亲水膜，导致膜的传质系数变大，膜的阻力系数变小，凝胶层不易形成或形成凝胶层也会在水力冲刷作用下脱落，从而提高了膜的耐污染性，使得膜改性后长时间运行不易产生严重的膜污染，降低了运行费用。 本文还通过对改性膜耐污染性的实验检测分析和城市二级排放污水深度处理、油田回注水处理的实际试验，对改性膜的耐污染机理和传质机理进行了深入研究。最后，对实际加工的改性微孔滤膜进行了技术经济评价。 研究表明：纳米无机粒子的添加，使得改性后膜的韧性、强度、通量、孔隙率、传质系数、等参数均得到了提高，降低了膜阻力系数，增强了膜的亲水性，强化了水在膜内及膜表面的传质，使膜的耐污染性增强，降低了膜污染，可广泛适用于污水深度处理，有很好的实际应用价值和社会意义。