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空间站冷凝水回用是实现长期载人在轨飞行的保障条件之一。当前可借鉴的空间站冷凝水处理工艺存在污染物矿化度低、能耗高、耗材多、处理规模有限等不足，难以满足我国航天载人事业发展的需求。本课题提出了一种新型的“膜生物反应器（membrane bioreactor，MBR）+纳滤（nanofiltration，NF）+反渗透（reverse osmosis，RO）+离子交换树脂+聚碘消毒+矿化”组合工艺，对冷凝水进行处理，以满足航天员日常生活的需求。通过各处理单元的小试研究和工艺的系统集成与优化，考察了该工艺的运行效能。 针对 MBR单元，对不同膜组件从通量、污染物去除效果和抗膜污染性三方面进行了对比，综合结果表明陶瓷膜具有显著的优势。对陶瓷膜进一步优化运行参数，实验结果表明：抽停方式为30 min:10 min，膜通量为5 L/m2·h，曝气强度为0.4 m3/h，HRT为10 h是MBR单元较优的运行工况。在此条件下， MBR出水NH4+-N小于0.2 mg/L，TOC小于4 mg/L。 时代沃顿的VNF1-1812-75型纳滤膜较适用于处理MBR出水，具有污染物截留效果好的优势，该工艺在进水流量为100 L/h，操作压力为0.8 MPa这一较优运行工况下，出水指标均能满足卫生用水要求。对于后续反渗透工艺段，较适宜的膜组件为时代沃顿的 ULP1812-50型反渗透膜，较优运行工况为：在进水流量为95 L/h，操作压力为0.6 MPa条件下，水中污染物可得到更进一步去除，出水NH4+-N和TOC分别可降至0.02 mg/L和0.5 mg/L以下。反渗透出水需结合离子交换单元进一步去除水中污染物，以保障水质能达到航天员饮用用水要求。结果表明，该单元适合采用FPC22Na型阳离子树脂与NM60型混床离子树脂联用的方式，在此条件下，可确保污染物充分去除。 为保证饮用水安全和健康，需要对出水进行消毒和矿化处理。实验过程中采用灭菌效果好且具有持续消毒特点M IR-B聚碘树脂作为消毒剂，接触时间为40 s条件下，MIR-B聚碘树脂在出水中余碘含量约为2 mg/L，能够起到较好的灭菌效果。实验采用麦饭石在接触时间为60 s，可将弱酸性水调至成弱碱性水。 在对各单元进行优化的基础上，将上述各单元进行了系统集成，并进行了为期80 d连续动态试验，结果表明：在进水平均NH4+-N为40 mg/L，TOC为169 mg/L，纳滤浓液回流比70%条件下，纳滤单元出水各指标均满足卫生用水的要求，矿化单元出水各指标均满足饮用用水要求。