天然有机物（Natural Organic Matter，NOM）广泛存在于地表和地下水中，是多种消毒副产物的前驱物。如何有效地去除水中NOM对于提高给水水质、满足日益严格的饮用水标准具有重要意义。超滤（Ultrafiltration，UF）能有效去除水中的悬浮颗粒、胶体杂质、微生物、细菌病毒和一定量的可溶性有机物，是替代传统饮用水处理技术的理想选择，目前正在饮用水处理领域得到广泛应用。然而，由于超滤膜的截留分子量较大，导致它不能有效地去除水中的NOM。同时，膜污染问题是制约其广泛应用的另一个原因。本研究通过对再生纤维素膜（Regenerated Cellulose，RC）进行荷电改性，比较中性膜和荷电超滤膜对水中NOM的去除率和膜通量的衰减情况。考察膜改性的荷电量、截留分子量、膜材料和NOM的不同组分对荷电超滤过程的影响。此外，还研究了溶液pH值、离子强度和代表水体硬度的钙离子浓度等溶液环境因素对荷电超滤行为的影响。最后进一步比较了荷电超滤膜与纳滤膜对水中NOM的去除效果。为了获得更加耐用、抗污染的超滤膜，本研究还通过添加聚乙二醇（Polyethylene Glycol，PEG）、氯化锂（LiCl）和二氧化钛（TiO₂）等添加剂，制备并表征了改性后的聚偏氟乙烯（Polyvinylidene Fluoride，PVDF）超滤膜。在死端过滤和错流过滤的实验条件下，研究了不同种类的改性PVDF超滤膜对水中NOM的去除率和膜通量的衰减情况。同时，重点考察了TiO₂改性后的PVDF超滤膜的光催化性能。研究结果表明，对中性RC膜进行荷电改性，在传统筛分机理和静电相互作用力的共同作用下，可以有效提高截留率，同时减轻膜污染。对比实验结果表明，在去除水中NOM的应用环境中，荷电超滤膜具备替代纳滤膜的技术可行性。膜的截留分子量、改性后的荷电量、膜材料的性质以及NOM组分的亲疏水性对荷电超滤过程有着重要影响。此外，溶液环境因素同样影响荷电超滤膜的性能。尽管溶液环境因素对中性膜和荷电超滤膜的截留率和膜通量衰减的影响幅度不同，但趋势基本一致。水体的pH值通过质子化作用影响NOM分子和荷电膜表面的荷电量。水体的离子强度影响NOM分子的物理化学性质，改变NOM分子的形状以及膜表面的静电屏蔽作用力。代表水体硬度的钙离子浓度影响膜与NOM分子的静电相互作用力的大小以及膜表面滤饼层的致密/疏松程度。所以，在应用超滤膜去除水中天然有机物的过程中，不仅要考察膜本身的性质（如截留分子量、荷电量、膜材料的亲疏水性），还要考虑溶液环境等诸多影响因素，以便在提高截留率的同时，减轻膜污染。在研究具有光催化性能的TiO₂改性PVDF超滤膜的制备与改性实验中，研究结果表明，将TiO₂纳米颗粒按适当比例添加到PVDF膜中，可以有效提高截留率，同时减轻膜污染。TiO₂纳米颗粒的添加可以改善PVDF膜的亲水性，同时提高截留率。TiO₂改性PVDF膜在光催化条件下还具有良好的自清洁性能。光催化条件下的TiO₂改性PVDF膜在错流过滤实验中，污染物在膜表面的沉积与污染物的光催化降解这两种过程可能会达到一种平衡状态。对于TiO₂光催化膜，UV辐照有望成为一种新的膜清洗方法。与传统的物理化学清洗方法相比，这种新型膜清洗方法具有节能环保、高效彻底以及无二次污染等优点，技术应用前景广阔。