本文在系统分析比较火电厂循环水处理系统与纯水制备工艺的基础上，提出并验证了基于新型疏水膜蒸馏技术的新型清洁生产工艺，详细地研究并考察了聚偏氟乙烯(PVDF)中空纤维疏水膜纺丝工艺，以及直接接触式膜蒸馏组件的微气泡优化设计方法。开展了膜蒸馏循环水脱盐试验研究，详细考察了膜蒸馏过程的各种影响因素，设计并建造了1m3/h的新型膜蒸馏脱盐中试流程及成套设备，取得如下创新性成果：　　 1、首次提出了基于新型疏水膜蒸馏技术的电厂循环冷却水清洁生产工艺，建立模拟实验平台并验证了该清洁生产工艺可行性。结果表明，利用电厂低品位废热(50-70℃)作为热源，通过耦合膜蒸馏与循环冷却水处理系统，不仅能够有效降低循环水系统的补水量，减少排污量，实现循环水系统的高浓缩倍数运行，而且还可降低工业纯水的制水成本，降低系统综合运行费用。　　 2、详细地研究并优化了铸膜液固含量、无机盐添加剂、小分子非溶剂、大分子有机水溶性聚合物、纺丝工艺参数、凝胶介质温度与组成对中空膜结构与形态的影响，以及组件装填率、长度、膜丝布置方式对膜蒸镏过程的影响。研发了六层结构的PVDF中空纤维疏水膜。提出并验证了组件壳程布水环优化设计，以及管程与壳程微气泡通量提高技术，采用壳程布水环设计与膜丝扭曲布置方式，提高膜通量达39.8％。采用冷侧微气泡技术，可有效减缓沟流效应，提高膜通量达114％。　　 3、系统地研究考察了天然有机物(NOM)、离子强度、溶液pH值以及主要结垢离子Ca2+等对膜蒸馏过程的影响，并采用实际循环冷却水系统研究了混凝、酸化预处理工艺对膜蒸馏过程的影响。混凝预处理能有效控制循环水脱盐过程膜垢形态，并降低膜蒸馏通量衰减程度。与未经混凝预处理的循环冷却水相比，在30天的实验周期内，膜通量提高了23％。　　 4、研制开发了首台1m3/h的膜蒸馏脱盐中试设备，并在内蒙古达旗电厂进行中试示范研究，试验考察了膜蒸馏技术应用于火电厂循环冷却水清洁生产的可行性，并通过长周期循环水的膜蒸馏脱盐中试运行试验提出了解决膜蒸馏脱盐过程的一些技术关键、膜垢控制与消除方法。