每年大量的反渗透(RO)浓盐水排放导致水资源损失。因此，RO浓盐水的减量化对许多国家来说都极其重要。膜蒸馏(MD)是一种有前途的脱盐技术，尤其适合于RO浓盐水中水和盐的回收。然而，与其它所有的膜过程一样，膜蒸馏应用的瓶颈是渗透通量会随时间延长而下降，造成这种现象的原因包括膜污染和膜亲水化。当膜发生亲水化时，热侧的进料液会穿过膜孔直接进入冷侧，使得膜丧失分离功能。本论文主要以直接接触式膜蒸馏(DCMD)过程中的膜污染和膜亲水化为研究对象，展开了以下三个方面的研究:　　1.DCMD过程中操作条件对膜污染和膜亲水化的影响　　通过改变DCMD过程的操作条件，包括温度、流速和CaSO4过饱和度等参数，考察了各参数对膜污染和膜亲水化的影响。建立了基于中空纤维膜的DCMD过程数学模型，并用于分析各操作参数对过程的影响原因。　　首先比较了不同进料液、温度分别为55℃和77℃时膜通量的变化，结果表明，以纯水为进料液时，77℃和55℃操作时的J/J0分别下降了12％和10％;以36.2g/L NaCl溶液为进料液时，在77℃和55℃下J/J0下降分别高达到22％和13％;以RO浓盐水作为进料液时，通量的衰减与36.2g/L NaCl溶液为进料液时的接近。得出的结论是:进料液温度高，则膜的亲水化更严重;热侧的盐能够加剧膜的亲水化;膜的亲水化会导致膜通量和脱盐率的降低。之后对膜亲水化的原因进行了初步讨论，发现不管是纯水还是盐溶液，温度升高，溶液表面张力都会下降，LEPw也随之降低，从而使得膜更易发生亲水化。　　不论进料液是纯水还是盐溶液，通量随热侧流速的增大呈线性增加的趋势;这是因为当流速增大时，流体的雷诺数增大，有效地削弱了边界层厚度，膜两侧边界层中的传热系数随之增大，热侧的膜面温度更接近于料液主体温度，膜蒸馏过程的温度极化系数增大，膜两侧的传质推动力也增大，膜通量亦增大。实验还比较了两个温度下DCMD长达120h的工作过程，发现77℃和55℃下膜通量都发生了不同程度的降低;同样工作120小时，77℃时J/J0降低了60％，而在55℃时J/J0仅下降了21％。这说明增加料液流速对提高膜通量是有益的;尤其是当进料液为盐溶液时，通量的增加更显著。　　最后对RO浓盐水进行了连续浓缩实验，结果发现当进料液温度不同时，硫酸钙的结晶形状不同，77℃进料时，形成CaSO4方形晶体，覆盖在膜的表面;55℃进料时，形成雪花状CaSO4晶体。并且二价金属阳离子Mg2+和Ca2+透过膜的速率要低于单价阳离子Na+和K+。　　2.阻垢剂的影响及膜污染的清洗　　考察了常用的四种阻垢剂的阻垢效果，阻垢实验表明，MDC-220与MDC-150的阻垢率最高。当阻垢剂的质量浓度为0.2mg/L和0.1mg/L时，MDC-220的阻垢率都高达90％以上，阻垢剂MDC-150的阻垢率在80％以上。在采用DCMD浓缩RO浓盐水时，在进料液中分别投加四种阻垢剂各0.1mg/L，J/J0下降的幅度发生了改变，投加MDC-220和MDC-150的分别下降了12％和8％，较不加阻垢剂的42％有了很大的改善。投加阻垢剂后，除膜通量衰减缓慢外，冷凝液的电导率也能维持在较低的水平，工作10小时后电导率都没有超过30μS/cm，说明膜污染和亲水化并不严重。　　还考察了五种清洗剂对膜污染后的恢复效果，实验结果表明，2％的EDTA-4Na溶液在77℃时的清洗恢复率最高，达到了92.8％，其次是柠檬酸和氯化钠溶液，清洗效果都能够达到80％以上。氢氧化钠和甲酸钾溶液的清洗效果最差，甲酸钾恢复率仅达到70％。　　3.直接接触式膜蒸馏过程中反常现象的原因剖析　　设计了几种极限DCMD过程的操作来探讨组件中产生气体的原因，并且讨论了膜组件填装密度和冷侧流量对膜通量的影响。组件冷侧出口朝上时，组件中不会出现气体;组件冷侧出口朝下时，热侧温度和流速决定了气体的有无和多少，热侧温度越高，流速越快，气体越多。相同冷侧流速下，填装密度越大，膜组件内部的气体区域越少。填装密度越大，通量越高，但冷侧流速对其影响不大。装填密度较小时，冷侧流速则对膜通量影响较大。