膜蒸馏在海水淡化和污水处理领域作为新兴节能技术,得到了足够的重视与认可,但是目前仍存在许多难题:能量利用率问题、膜污染问题等。这些问题阻碍了膜蒸馏的进一步推广。本文旨在对气隙式膜蒸馏的性能(能量回收、产水通量)提高的基础上,对现有膜蒸馏组件的质量、热量传递过程进行了分析,得出了理论上水隙式膜蒸馏的性能将会更好。采用自制的能量回收式的膜蒸馏组件进行了气隙式膜蒸馏和水隙式膜蒸馏的性能对比实验。实验考察了不同进料液温度、冷凝液温度、流速、间隙导热率和间隙宽度对通量和造水比的影响,并分析了两者性能的差异。实验发现不论是气隙式膜蒸馏还是水隙式膜蒸馏,位于膜和冷凝壁面之间的间隙是影响通量和造水比的一个关键因素。相较于使用低导热率PP网,气隙式膜蒸馏与水隙式膜蒸馏的间隙中使用导热率较高的黄铜网不利于通量和造水比的提高。这一结果表明,单纯改变间隙内的导热率不能提高通量和造水比,水隙式膜蒸馏中通量和造水比的提高是因为填充在间隙中的渗透水改变了膜蒸馏过程的传质传热路径。与气隙式膜蒸馏相比,水隙式膜蒸馏在间隙宽度为0.5 mm时,通量和造水比最大增加了7.9%和59.82%。实验过程中的盐截留率均达到99.8%以上。进一步,对膜蒸馏的长周期实验过程进行了探讨,分析了膜蒸馏过程中产生的污染对通量和造水比的影响。本实验中通量由最初的3.05 L/(h·m~2)下降到1.99L/(h·m~2),通量下降了35%,造水比由1.28下降到0.53,造水比下降了58%,截留率有一定下降,但是保持99.6%以上,膜污染较为严重。