页岩气的开采主要采用水力压裂技术,该技术会产生高盐度、高有机物含量、高排量的页岩气废水。当前页岩气废水处理过程存在能耗高、环境风险大的问题。由于页岩气开采过程中产生大量的余热资源,选取能耦合余热的膜蒸馏技术实现废水的脱盐处理具有节能环保的重要意义。然而商业膜材料在脱盐处理过程中,存在通量较低、易润湿结垢的问题,需要对膜界面改性增强其综合性能。同时页岩气废水成分复杂,需要耦合相应的预处理技术降低膜蒸馏润湿结垢的风险。基于此,本文提出碱化絮凝+高性能膜蒸馏的方式实现页岩气废水的净化处理,对降低页岩气废水的处理成本、推动页岩气的开采具有重要意义。为了避免废水中油污在膜面的附着,首先制备出表面亲水、水下超疏油的亲水/疏水复合膜,其水接触角低至19°,水下油接触角高达180°。在盐水体系中,改性膜的通量相对原膜高出4.57%,并且随着温度的升高,提升幅度越大。在含有矿物油的盐水体系中,原膜的通量衰减了70.32%,而改性膜的平均通量为24.40 L/（m~2·h）,和处理盐水体系时保持一致。亲水/疏水复合膜通量提升的主要原因是亲水基团与水的氢键作用,使得一部分自由水转变为低蒸发焓的中间过渡态水,从而降低了整体水的蒸发焓,促进了通量的升高。拉曼光谱的结果证实亲水/疏水复合膜表面中间过渡态水的含量相对提升了29.33%,差示扫描量热仪的结果表明亲水/疏水复合膜表面蒸发焓相对降低了4.45%。页岩气废水中的污染物主要是润滑油和表面活性剂十二烷基硫酸钠（SDS）,原膜和亲水/疏水复合膜不能实现表面活性剂的高效截留。进一步的制备出亲水/全疏复合膜,亲水层在水下的油接触角依然高达180°,全疏膜具有超疏水特性,水接触角高达158°。在处理含SDS、油的盐水乳液时,原膜的通量在运行12h后衰减为0 L/（m~2·h）,电导率攀升到248.02μS/cm。而亲水/全疏复合膜保持着较好的脱盐性能,初始通量为21.22-23.34 L/（m~2·h）,相对原膜膜只降低了18.70-26.08%,产出水电导率最低达到24.45μS/cm。亲水/全疏复合膜优异的脱盐性能,得益于亲水层与全疏层对油污、表面活性剂吸附的协同抗拒。页岩气废水成分复杂,需要经过一定预处理后在膜蒸馏中脱盐。在碱化处理过程中,碳酸钠的处理效果优于氢氧化钠,对硬度的去除率最高达到85.71%。对碱化+絮凝调控参数进行优化,选定碳酸钠调节p H为10,加入1000 mg/L的十八水硫酸铝絮凝作为最佳预处理方案。其对钙镁离子、硬度、化学需氧量的去除率分别为76.66%、90%、86%、63.5%。亲水/疏水复合膜处理预处理后废水的平均通量为25.24 L/（m~2·h）,相对原膜提升14.88%。主要是亲水层促进水蒸发的能力和高效抗污性能的协同所致。亲水/全疏复合膜通量衰减幅度仅为12.38%,产出水化学需氧量仅为3.53 mg/L,截留率高达99.48%。三种膜对预处理后废水脱盐,产出水的水质极好,达到国家污水综合排放一级标准。