水体污染和水资源短缺等问题严重制约人类社会的发展。咸水脱盐是解决淡水资源缺乏的有效手段。膜蒸馏（MD）是由多孔疏水膜两侧的蒸气压差所驱动的新型脱盐技术。因其应用范围广、截留率高、操作方便和能够利用低品质热源等优点被广泛研究。但传统MD过程完全依赖于进料液携带有限的热量产生驱动力进行脱盐过程,同时存在温度极化现象,使得MD的传热效率低且渗透通量难以提升。针对上述问题,本文构建了表面加热真空膜蒸馏系统。在膜组件内部设置导热层,其可将外部热源的热量导入膜-水界面,以加热进料液和膜表面。首先通过对不同材料的传热性能测试,确定出以铝板作为本研究的导热层;其次通过确定导热层透气孔数量并设置支撑层以优化膜组件;然后以纯水为进料液,考察了操作条件对系统性能的影响。结果表明,当导热层温度为60℃,进料流速为3.12cm/s,真空度为90 k Pa,可获得7.18 L/（m~2·h）的渗透通量。以35 g/L的NaCl为进料液进行表面加热VMD研究,考察了不同影响因素下渗透通量和截留率的变化。结果表明,表面加热VMD的渗透通量随导热层温度的升高而增大;随进料流速的增大呈现先升后降的趋势;随真空度的提高出现突跃式上升的现象;当进料浓度增大至100 g/L时,渗透通量仅下降16%。对NaCl的截留率均超过99.9%,最高传热效率为71.62%,比能耗可降至0.95k W·h/L,温度极化系数突破了1.0。相同条件下与传统VMD对比,渗透通量可提高1.5倍,传热效率提高了18%,比能耗降低了30%。通过对进料液中单组份钙盐和镁盐污染对比研究表明,钙盐对表面加热VMD过程的渗透通量影响更为严重,更易在膜表面形成结垢。Ca SO4达到饱和水平后在本体溶液中均相成核形成晶体,在这一阶段通量下降速率相对缓慢,当非均匀成核形成晶体覆盖在膜表面时渗透通量迅速下降,该过程符合晶体经典成核理论。随着膜导热层温度的增加,Ca SO4结晶的诱导时间会逐渐缩短,渗透通量临界点从33 h缩短为22 h。随进料液中Ca SO4浓度的增加,其诱导时间减小直至消失,同时结垢层厚度增加。此外,采用去离子水对疏水膜进行物理清洗能够有效清除膜表面的结垢。