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膜蒸馏(Membrane Distillation，MD)技术的大规模工业化应用进程中，如何实现过程相变热的有效回用是亟待解决的关键问题之一。为此而研发的多效膜蒸馏(MEMD)技术，正成为MD技术研究的热点。但减压多效膜蒸馏(VMEMD)过程的蒸汽温度较低，大大降低了潜热回用的效率;气隙式多效膜蒸馏(AGMEMD)过程的蒸汽潜热，须经过微孔膜与换热管之间的空气隙传递给冷料液，传热热阻较大，为强化换热效果需增大换热面积，这严重影响了膜组件内膜丝的装填密度。 本文针对减压膜蒸馏(VMD)过程能耗高，蒸汽冷凝耗水量大的问题，设计了耦合热泵型减压多效膜蒸馏(HP-VMEMD)过程。通过采用新型多效膜蒸馏组件（MH型）、及MEMD与热泵技术耦合工作，以实现蒸汽潜热的梯级回用和冷却水的循环利用。实验研究了原料液循环流量（Fcycle）、冷却水循环流量(Fcooling)、蒸汽冷凝换热器连接方式、MDi膜组件面积、MDi与MHi连通方式和过程级数对HP-VMEMD过程性能的影响。当膜面积为1.61 m2，原料液温度为70℃，Fcycle为104 L/h，Fcooling为56 L/h，蒸汽冷凝换热器壳程的连接方式为串联，MDi与MHi(i=1～3)为多管连通，热泵COP为3.10时，系统膜通量(J)为2.35 kg/(m2·h)，造水比(GOR)为3.73。 本文针对气隙膜蒸馏(AGMD)能耗高，蒸汽冷凝耗水量大的问题，设计了减压辅助气隙式多效膜蒸馏过程(VA-AGMEMD)。运用正交实验及单因素实验方法，考察了原料液循环流量（Fcycle）、原料液初始温度（T）、两个膜组件壳程的真空度(P1，P2)和原料液浓度(CNaCl)五个操作条件对过程性能的影响，并运用曲线拟合方法，分别建立了J和GOR随着操作条件变化的经验公式。在实验范围内，CNaCl对J的影响最大、真空度P2对J的影响最小，T对GOR的影响最大、Fcycle对GOR的影响最小。经正交实验验证，J计算值与实验值的相对偏差均在±9.00％以内，GOR计算值与实验值的相对偏差均在±10.0％以内，所建立的经验公式能很好地预测VA-AGMEMD过程J和GOR变化。 两种热量回收型减压膜蒸馏(HP-VMEMD、VA-AGMEMD)过程的研究，对促进多效膜蒸馏技术的发展具有重要意义。