膜蒸馏作为新型的膜分离技术,具有可利用废热、可处理高浓度溶液、操作条件温和等优点,在废水处理、纯水制备、药物浓缩等领域具有良好的应用前景。本文提出以膜蒸馏耦合结晶技术处理工业碱渣废水,考察其可行性及在经济上的合理性。建立了膜蒸馏耦合冷却结晶技术处理模拟碱渣废水的实验装置,以清水实验和间歇浓缩脱盐实验考察了组件膜面积、温度、料液浓度、流量、温度和流体流动方式等众多因素对蒸馏性能的影响；以系统物料衡算的结果为依据制定合理的进料、出料流量和补水流量,实现了该实验装置处理模拟碱渣废水的连续、零排放运行。实验结果证实了膜蒸馏耦合冷却结晶技术应用于该领域的可行性。提出了膜蒸馏耦合冷却结晶技术处理5m3/h碱渣废水的生产工艺流程,并辅以相应的系统数学模型推导计算,可预测组件膜两侧温度和膜两侧蒸汽压沿膜组件轴向分布的变化规律。以上述模型计算结果为依据,并利用必要的成本核算基础数据,对所提出的工艺系统进行了经济核算,评估得到处理能力为5m3/h的碱渣废水处理过程投资、运行成本和纯水产品生产成本。总投资成本约为1920000元；碱渣废水的处理成本(即单位纯水产品的生产总成本)为23.32元；每产出一吨纯水的同时,由膜蒸馏耦合冷却结晶技术产出的另一部分产品即硫酸钠晶体,外销可获利34.71元/m3。上述研究结果对膜蒸馏耦合冷却结晶技术处理碱渣废水的条件优化和工业投产具有一定的指导意义。