随着我国工业技术的发展,工业废水量逐年增加,如果处理不当不仅会加剧水资源短缺的问题,同时工业废水也会对环境造成严重的污染。气田采出水是石油天然气行业中产生最多的废水,它含有很多的有机物和无机物,且含盐量较高。目前国内外多采用蒸发结晶的方式处理高含盐气田水,但是蒸发结晶器的运行成本较高,且传统的金属结晶器存在易腐蚀、设备成本造价高、占地面积大、维修麻烦等诸多问题,需要开发新的蒸发结晶设备以满足工业生产的需求。近年来,随着人们对膜材料与膜分离过程的研究,逐渐发现疏水性多孔膜材料在高盐度废水处理行业具备很大的潜力,但是常规的疏水膜分离过程中,膜材料面临亲水化渗漏、膜污染等问题,这就严重阻碍了疏水膜在工业生产中的应用。本文针对当前气田水处理过程中遇到的问题,以及疏水膜分离过程中遇到的问题,提出一种新的工艺——膜曝气蒸发结晶工艺。此工艺采用聚偏氟乙烯中空纤维疏水膜对高含盐气田水进行高密度曝气处理。利用空气的吸湿原理以及气泡的气液夹带作用对气田水进行浓缩结晶,在使用过程中,膜材料产生的气泡对水体进行扰动加大了气液接触面积,提高了蒸发效率;同时膜曝气过程中空气的连续吹扫作用可以防止污染物在接触料液的膜表面堆积,从而避免常规的沉积滤饼层污染。首先,我们采用耐温性能优异的氯化聚氯乙烯塑料,制作了全塑型结晶器,使用过程中未出现结晶器腐蚀、渗透、变型的情况。其次,我们在单因素实验的基础上,通过响应曲面法对料液温度（°C）、气液分离距离（cm）、膜面积（m²）、曝气强度（Nm³/（m²·h））等实验条件进行优化,结果表明,在温度90°C、分离距离20cm、膜面积3.8×10^-2m²、曝气强度0.90Nm³/（m²·h）,得出产水的水质为284.7μS/cm、蒸发量为2050g/h、膜产水量为30.26Kg/（m²·h）、膜曝气提升率为127.8%;同时,我们对膜曝气蒸发结晶工艺进行长期稳定性测试,结果表明,在40h的连续实验过程中,保持曝气强度0.90Nm³/（m²·h）的实验条件,膜侧压力从0.080MPa升高至0.110MPa,说明疏水膜表面受污染程度较低,该工艺条件下,经过30小时的稳定运行,72L的气田水浓缩近9倍得到结晶盐,满足长期实验需求。最后,我们进行了中试实验的初步探究,中试实验采用通气性能更为优异的PTFE膜材料进行实验,结果表明自制换热器能够达到换热的目的,PTFE膜材料在运行过程中性能稳定,能够满足长期试验的要求。