本文针对当前膜蒸馏技术存在的膜通量低、膜污染、难以长期运行等限制其发展及大规模推广应用的关键问题，将超声波技术与膜蒸馏技术耦合，构建超声波辅助膜蒸馏工艺系统，开展超声波对强化膜蒸馏传质过程，缓解膜污染过程的研究，取得了如下成果：(1)考察了三种常用的膜蒸馏用膜（聚丙烯、聚偏氟乙烯、聚四氟乙烯）在超声波强化膜蒸馏过程中的应用效果。研究结果表明在强化膜通量方面，聚偏氟乙烯>聚丙烯>聚四氟乙烯，但超声波会使得聚偏氟乙烯膜的截留性能和机械强度明显下降；相同操作条件下，聚丙烯膜传热效率高，使得膜两侧温差明显减小，热能损失严重；在超声场作用下PTFE膜不仅能较好地满足机械性能和能耗方面的要求，还可以在保证高截留率的前提下使得膜通量提高30%左右，展现了较好的适应性。(2)考察了疏水膜冷热侧温度、流速及原水盐浓度对直接接触式膜蒸馏过程的影响，优化了膜蒸馏工艺参数。结果表明提高膜热侧进口温度和流速能有效提高膜通量，降低膜冷侧进口温度以及提高冷侧流速对通量增加的作用并不明显，而原水盐浓度的上升则对膜通量有着消极作用。(3)系统研究了原水浓度、流动路径以及工艺操作条件等因素对超声强化膜蒸馏传质效果的影响，确定了超声波强化膜蒸馏系统运行的最优参数。研究结果表明超声波的引入能明显提高膜蒸馏通量，优化工艺参数后，膜蒸馏通量可提高32%；原水经壳程循环流动时，低频高功率超声场、低温与低流速浓盐水比较有利于超声波对膜蒸馏通量的强化。在240小时连续超声强化膜蒸馏实验过程中，膜通量和产水电导率一直保持稳定，实验前后膜丝的晶体结构、疏水性能和机械强度变化不大。(4)针对无机盐、胶体和有机物对膜蒸馏过程影响不同的特点，选取常见的NaCl、CaSO4、CaCO3、腐殖酸、硅溶胶、牛血清蛋白以及CaCl2—腐殖酸、CaCl2—硅溶胶、CaCl2—牛血清蛋白等混合体系作为研究对象，研究分析了连续浓缩过程中通量衰减的原因。研究结果表明，浓缩至4倍的情况下，处理NaCl溶液时通量衰减的主要原因在于NaCl晶体堵塞膜表面孔的行为使得传质阻力增大；CaSO4、CaCO3饱和溶液是由于晶体大量析出并覆盖膜表面而引起通量的下降；硅溶胶则是因为浓缩过程中SiO2不断凝聚形成絮体吸附在膜面上，同时强电解质CaCl2的加入能加速SiO2絮凝沉淀，导致通量迅速衰减；腐殖酸在水中荷负电，由于静电斥力的作用而松散地附在膜表面上，故对通量影响很小，但加入CaCl2后，Ca2+会与腐殖酸结合，形成的络合物在膜面上形成致密污染层，遮盖住大部分膜孔，严重影响膜通量；由于等电点为4.7， pH=7.0的牛血清蛋白溶液携带一定量的负电荷，故难以在膜面形成密实污染层，而Ca2+能促使牛血清蛋白在膜面上结垢，影响膜通量，此外由于BSA分子与PTFE膜间吸附力较强，部分BSA分子能轻易透过膜孔，膜截留性能将随着浓缩倍数的上升而逐渐减弱。(5)结合上述溶液的不同污染机理，系统地对超声场缓解膜污染方面进行了探究。结果显示：超声场主要依靠空化作用产生的剪切力使得污染物远离膜表面以避免污染层的产生，来达到延缓通量下降的目的。故在处理NaCl溶液、CaCO3饱和溶液、腐殖酸溶液和牛血清蛋白溶液时，超声辐射对通量衰减的缓解收效甚微，而处理其他能在膜面形成厚实污染层的溶液时效果明显。