膜蒸馏作为一种热-膜耦合的分离技术,在膜界面上出现结晶结垢前,其优势是脱盐分离效率不受料液含盐浓度的明显制约,因此被认为是处理浓盐溶液和结晶分离的潜在方法。采用膜蒸馏技术处理浓盐溶液时,探究膜界面上结晶行为的成核和生长过程是避免膜界面结晶结垢并确保膜蒸馏稳定运行的关键。本文以无纺结构的纤维膜为膜蒸馏的分离界面,设定不同的NaCl水溶液浓度和膜蒸馏工况条件,开展膜蒸馏的性能分析和失效分析。通过降低料液浓度的方式对已发生界面结晶的膜进行清洗再生实验,研究膜清洗再生后的膜蒸馏性能和恢复机制。结果表明NaCl水溶液在膜界面的结晶会遮盖膜孔,降低蒸馏膜有效面积,降低跨膜通量,在料液浓度及温度较高的情况下,还会发生膜失效现象。膜失效之前进行膜的清洗再生可以恢复其跨膜通量,恢复比例跟结晶生长程度成负相关。根据NaCl水溶液在膜界面自然蒸发结晶及膜蒸馏过程结晶的形貌表征,本文探究了NaCl水溶液在膜界面上的结晶成核及生长机理,结果表明NaCl结晶先以微小晶粒形式附着在纤维丝上,进而在料液侧的膜界面上生长形成大块结晶,生长过程受到纤维丝取向的影响。无纺纤维膜的纤维丝彼此交叉,结晶聚集于纤维丝的交点呈块状。类平行纤维膜的纤维丝取向规则,结晶沿纤维丝生长距离更长,并将多根纤维丝包裹在一起呈捆状。本文还对复杂成分浓盐溶液进行了研究,根据垃圾渗滤液RO浓缩液的成分配置了不同浓度的模拟液,开展了膜蒸馏实验及膜界面的结晶结垢表征实验,并与NaCl水溶液的实验结果对比分析。结果表明模拟液中的腐植酸会降低溶液饱和蒸气压,相同工况下,模拟液的跨膜通量小于NaCl水溶液,腐植酸中的不可溶物质部分会沉降在料液腔底部,部分会粘附在膜界面上,NaCl会在底部的不可溶物质表面异相成核,消耗体系的过饱和度。在料液浓度较低时,膜界面上就出现了结晶结垢,但始终未发生膜失效现象,证明了膜蒸馏技术可以实现浓盐溶液的浓缩处理。