因水量不足与水质污染共同构成的水资源短缺问题是当今世界面临的严峻挑战之一。膜分离技术因其适用性强、选择性好、无二次污染等优点被视为解决水资源短缺问题的有效手段。但超滤膜污染现象的普遍出现,严重制约了超滤膜在水处理领域的推广应用。膜亲水改性已被证实是控制膜污染的有效手段,而水凝胶作为一种亲水性高分子聚合物在膜亲水改性领域具有广泛运用前景。本文通过界面引发的自由基聚合反应在聚砜超滤膜表面涂覆了一层掺杂两性离子的聚乙二醇水凝胶薄层,完成了对超滤膜的水凝胶亲水改性。涂覆膜表面性能和截留性能的表征结果表明,界面引发的自由基聚合反应可成功实现膜表面的水凝胶涂覆改性。含水率高（含水率99%）时,形成的凝胶层交联度低、凝胶网格筛孔尺寸大、凝胶层厚度小,此时膜过水能力减弱幅度小、截留性能增强较小;含水率低（含水率80%）时,形成的凝胶层交联度高、凝胶网格筛孔尺寸小、凝胶层厚度大,此时膜过水能力减弱幅度大、截留性能增强显著。同时水凝胶层中两性离子引入的电荷带来的静电排斥作用对膜的截留性能起一定提升作用,表现为跨膜压差减小时,膜对表面带电的牛血清白蛋白截留率增大。经牛血清白蛋白溶液与大肠杆菌菌液污染过滤实验后,水凝胶涂覆膜通量分别下降33.33%和6.96%,而聚砜超滤膜分别下降80%和55.36%。表明两性离子水凝胶涂覆膜具有良好的抗蛋白质污染和抗微生物污染性能。XDLVO理论分析及大肠杆菌接触培养实验结果表明,两性离子水凝胶涂覆膜抗蛋白质污染的主要机理为:膜表面的水凝胶层与水分子结合形成一层水化膜,阻碍了蛋白质在膜表面的粘附。而其抗微生物污染性能主要由两方面作用构成:一是水凝胶涂覆膜亲水性提升,对微生物在膜表面粘附的阻碍作用;二是涂覆膜水凝胶层中的季铵基团对微生物的灭杀作用。为期10天的松花江水过滤实验后,聚砜超滤膜与水凝胶涂覆膜的通量分别降至初始通量的10%和40%,表明两者均产生了膜污染现象,但水凝胶涂覆膜具有抗污染性能。通过两者滤出水中Ca²⁺、Mg²⁺浓度、DOC浓度、三维荧光强度以及分子量分布强度比较,水凝胶涂覆膜在复杂的实际水体运行条件下仍保持良好的截留性能。说明水凝胶涂覆膜在实际水体处理中具有一定应用前景。