It　is　a　great　challenge　for　effective　treatment　of　shale　gas　produced　water　(SGPW),　a　typical　industrial　wastewater　with　complex　composition.　Single　forward　osmosis　(FO)　or　membrane　distillation　(MD)　process　has　been　widely　used　for　desalination　of　SGPW,　with　membrane　fouling　not　well　addressed.　Fertilizer　draw　solution　(DS)　with　high　osmotic　pressure　is　less　likely　to　cause　FO　fouling　and　can　be　used　for　irrigation.　An　integrated　process　using　fertilizer-driven　FO　(FDFO)　and　MD　process　was　proposed　for　the　first　time　for　SGPW　treatment,　and　characteristics　of　fertilizer　DS　and　powdered　activated　carbon　(PAC)　enhancement　were　assessed.　The　DS　using　KCl　and　(NH4)2SO4　had　high　MD　fluxes　(36.8–38.8　L/(m2·h))　and　low　permeate　conductivity　(below　50　μS/cm),　increasing　the　contact　angle　of　the　MD　membrane　by　113　%　than　that　without　FO,　while　the　DS　using　MgCl2　and　NH4H2PO4　produced　a　lower　reverse　salt　flux　(0.9–3.2　g/(m2·h)).　When　diluted　DS　was　treated　using　PAC,　the　MD　permeate　conductivity　was　further　reduced　to　35　μS/cm　without　ammonia,　and　the　membrane　hydrophobicity　was　maintained　to　71–83　%　of　the　original.　The　mechanism　of　the　FDFO-MD　integrated　process　for　mitigating　MD　fouling　and　improving　permeate　quality　was　analyzed,　providing　guidance　for　efficient　SGPW　treatment.　©　2024　Elsevier　Ltd