在核设施退役期间,将产生大量放射性废液,这些废液将通过蒸发、离子交换、反渗透等传统处理方法处理后会产生一定量的高含盐的放射性废液。针对这部分废液,本文采用膜蒸馏技术对其进行浓缩实验研究。膜蒸馏是一种新型的蒸馏技术,其依靠疏水膜将废液和馏出液隔开,将膜两侧的温度差作为推动力,实现废液的蒸发浓缩。由于膜的疏水性导致膜蒸馏过程可以有效的截留放射性核素,所以对于放射性废液的浓缩有较大技术优势。本文从减小放射性核素扩散风险的角度考虑选择了平板式的气隙膜蒸馏结构,并设计加工了一套并接式的气隙膜蒸馏实验装置,通过模块化的设计即增加了组件的膜比表面积也可以更加灵活的适用于各种处理量的要求。在膜组件的设计中,在其内部加装了分液结构,以削弱组件内的温度极化问题。并通过CFD模拟软件对组件内部的流动与传热过程进行了模拟计算,说明了这种设计的必要性。考察不同条件对于膜通量的研究表明:温度是影响膜通量的最大因素,温度从60℃提升到90℃,膜通量提高了 3倍多;气隙厚度从15mm降低到3mm,膜通量提高了157.16%,说明减小气隙厚度也可以有效的提高膜通量;在长时间蒸馏实验中可以证明膜蒸馏过程可以有效的对高盐废水进行浓缩,减容因子大于2.5。在探究膜材料截留性能的实验中可以发现:3种膜材料的截留率均超过了 99%,其中PTFE膜的截留率超过99.99%;膜材料由于本身材料结构的问题,会有料液穿过膜孔,这个现象在PP膜上最为严重;膜材料的渗透通量随流量的变化较为明显;随着蒸馏时间的加长,膜材料的疏水性会不断下降,导致膜孔会大面积的被浸润,进而料液大量进入气隙中;Mg2+和Ca2+对于膜材料的污染在短时间内并不明显。通过Fluent软件对膜组件内部的流动和传热过程进行模拟计算,可以证实加装分液板的新型膜组件可以有效的削弱温度极化现象,将膜通量提高了 19.54%。另外通过对气隙膜蒸馏过程进行数学建模,并将计算结果与实验值进行比较,平均相对误差为9.33%。