反渗透膜法脱盐是当前广泛应用的主流海水淡化技术，在世界范围内占海水淡化总产水量的60％以上。然而反渗透技术产生的浓盐水污染以及实际操作中的能耗瓶颈等问题推动着海水淡化集成技术的进一步发展。本工作以第三代海水淡化膜法集成系统的构建为核心，综合评价了膜法预处理-反渗透、反渗透-正渗透、反渗透-压力延迟渗透等几种典型的膜法集成系统，提出了利用膜法集成技术进一步降低海水淡化能耗与实现零排放的基本思路与原理，同时分析了海水淡化膜法集成系统在海水淡化过程中海水预处理、盐差发电、浓盐水再利用等方面的具体应用进展，为低能耗零排放的海水淡化膜集成系统的构建提供指导与借鉴。然而，第三代海水淡化膜法集成系统的关键是发展正渗透技术，高性能正渗透膜的研制与应用是推进正渗透在海水淡化与浓盐水综合利用的核心。为此，本工作开发了一种新型聚砜-聚乙二醇嵌段共聚物膜材料，制备高性能支撑层，并在其表面进行界面聚合制备复合正渗透膜。研究结果发现，利用嵌段共聚物的自组装特性，通过优化调控支撑层的表面性质和微观结构，可以调控正渗透膜的渗透性能，从而制得高通量高截盐的复合正渗透膜。这种高性能正渗透膜易于规模化制备，将为第三代海水淡化膜集成系统的开发与推广提供高性能的正渗透膜。