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本论文主要研究了高强度中空纤维复合膜制备、亲水化改进及其在城市污水处理中的应用特性。采用涂覆-浸没凝胶相转化法，制备得到了高强度中空纤维复合膜；利用亲水化改性剂对复合膜进行了亲水化改进，考察了改进复合膜的成膜条件及铸膜液体系组分配比对复合膜性能的影响，以扫描电镜（SEM）分析膜的结构，评价了膜的纯水通量、平均孔径、孔隙率、爆破强度等膜性能，并考察改进复合膜对颗粒物及二级出水中有机物和浊度的去除效果。将性能最佳的复合膜制作成帘式膜组件用于SBR反应器内，构建了SMBR系统处理模拟城市污水，考察了系统在不同工况下的脱氮除磷效果及膜性能变化，优化系统运行相关工艺参数，从而实现了SMBR高效、稳定、低耗运行。本研究主要结论如下：（1）得到了高强度中空纤维复合膜制备工艺，即以400D/96F低弹涤纶纤维丝为原料，利用高速编织机编织得到内径为2.0mm，锭数为24锭，目数为40目的涤纶纤维编织管，并用NaOH水溶液对编织管进行预处理，通过涂覆-浸没沉淀相转化法，在铸膜液体系为PVDF/LiCl/DMAC，铸膜液温度为40℃，凝胶浴为35℃的自来水下，利用自制的纺丝装置将铸膜液涂覆到预处理后的编织管表面，经相分离后制备得到了高强度中空纤维复合膜。复合膜的涂覆层和编织管层两者之间紧密结合，涂覆层呈薄而致密的结构，且由于编织管支撑层的存在，复合膜具有极高的拉伸强度，其强度超过5000cN，超出了目前实验室仪器的测试范围。（2）将亲水化改性剂PVP添加到铸膜液体系PVDF/LiCl/DMAC中，对复合膜进行亲水化改进，并利用改进复合膜对高浊度原水及城市二级出水进行过滤试验。结果表明：1)随铸膜液体系中PVDF浓度增加，复合膜纯水通量下降，平均孔径减小，爆破强度增加，孔隙率先增大后降低；2)随着铸膜液体系中PVP浓度增大，溶剂量减小，复合膜的通量、平均孔径下降，孔隙率和强度提高，当PVP浓度超过8%时，复合膜的平均孔径逐渐增大，而孔隙率和强度有所降低；3)改进复合膜对水中的颗粒物具有很好的截留效果，膜出水浊度在0.1NTU以下；且对二级出水中有机物的去除率在19-38%范围内；4)获得的改进复合膜纯水通量最高达4300L m-2 h-1、爆破强度0.32MPa，研究范围内，复合膜孔隙率在45-60%之间，爆破强度高于0.30MPa。当铸膜液体系PVDF/PVP/LiCl/DMAC组分配比为12:6:3:79，铸膜液温度为40℃，凝胶浴为35℃的自来水时，复合膜的膜结构和分离性能最优。（3）研究PVP、PEG、PVA三种不同亲水性高分子添加剂对膜亲水化改进过程的影响发现，添加PVP和PVA较PEG在膜通量等方面的贡献更为突出。（4）将自主研发的高强度复合膜与SBR反应器组合，构建了SMBR系统，并对其进行了相关研究。结果显示：1)复合膜具有很好的抗拉、抗压强度及抗污染性能。试验过程中，膜在高通量下运行(通量为20L·m-2·h-1)，且2个月未对膜进行清洗，但TMP始终保持在6.0kPa以下，复合膜的污染过程缓慢，膜丝未出现断裂现象，能在SMBR中保持高通量、低压力稳定运行。膜出水浊度平均值为0.02NTU；2)系统对有机物及氨氮具有很好的去除效果，COD的去除率在90%以上，出水平均COD为32mg·L-1；氨氮的去除率大于95%，出水氨氮平均浓度为0.2mg·L-1；3)试验条件下，总氮的平均去除率均大于70%。不同工况对总磷的去除效果具有显著的影响，适当提高反应器充水比、延长缺氧搅拌段时间，能够有效提高总磷的去除效果。4)本研究得出在充水比为43%，搅拌时间为2h时，系统的处理效果最佳，出水COD浓度低于35mg·L-1，出水氨氮浓度低于0.35mg·L-1，出水总氮浓度低于12.5mg·L-1，出水总磷浓度低于0.25mg·L-1。