核工业是我国现代工业体系中不可或缺的一部分,在国民经济中具有重要作用。铀矿开采、核设施与核电站运行与退役、乏燃料后处理以及核应急过程中会产生大量放射性废水;而传统的放射性废水处理技术净化能力有限,能耗过高,二次废物产量大,不能响应国家节能减排的号召,亟需发展新的放射性废水处理技术。膜蒸馏作为一种新兴的膜分离技术,具有料液无需预处理,操作条件温和以及单次净化效果好等优点,但同时存在膜通量小,能量利用率低,暂时未能工业化应用。为了突破膜蒸馏工业化应用的瓶颈,解决放射性废水处理难的问题,有必要发展新型膜蒸馏技术。本文提出了非接触式高效膜蒸馏的概念,针对现存传统膜蒸馏料液与膜直接接触,热量损失大、蒸发效率低、膜通量有限、易造成膜污染等缺点,发展了非接触式高效膜蒸馏技术。设计了填料塔式低温蒸发设备和可拆卸式膜组件。基于自制的废水蒸发实验装置,采用实验测量和理论模拟的方法,研究了低温蒸发装置的特性与能力。模拟与实验结果吻合良好,理论计算了该装置在操作范围内蒸发量的最大值为80.6 kg/h。该装置出气冷凝水电导率反映的离子去除率达到89.5%,低温蒸发装置对自来水中的离子有一定的净化效果。以自制的膜组件为核心,搭建了非接触式高效膜蒸馏实验装置。在不同膜组件进气温度,进气流量的条件下进行实验,实验过程中得到的最大膜通量达到了6.45 kg/(m~2?h),此时膜组件进气温度为65.3℃,膜组件进气流量为64.1 m~3/h。膜组件进气温度从45℃提高至55℃、65℃的过程中,膜通量整体从2 kg附近提升至3.5 kg、6 kg,由此可知,提高膜组件的进气温度能有效较大幅度的提高膜通量,这是因为高温的饱和湿空气含水量更高,膜两侧的水蒸气分压差更大,更有利于传质导致的。膜组件进气流量增大,膜组件内的气体流速更高,可以在一定程度上减小膜表面的浓差极化,提高膜通量。通过数据分析讨论了膜蒸馏装置的优化方向,优化后的膜蒸馏装置膜通量有望达到30 kg/(m~2?h)以上。洁净水的电导率无明显随膜组件进气流量增大的变化趋势,可以认为使用的微孔膜片在不同的膜两侧压差下,截留效果基本稳定。膜组件进气温度55℃和65℃收集到的洁净水电导率在7μs/cm左右。表明非接触式高效膜蒸馏能有效截留湿空气中的离子和其他杂质,是可靠的废水浓缩和分离技术。