本发明公开一种分离浓缩含放射性元素溶液的减压膜蒸馏装置及包含其的多效减压膜蒸馏工艺。本发明为含氚核素废水的高效分离浓缩提供了新的解决办法,能够实现低蒸气压差物质的高效分离,保证产水可以达标排放的同时实现战略核素的高效回收。另外,本发明设计开发了一种可以在单个组件内部实现多级膜蒸馏的装置,并且设置了辅热隔板稳定了热侧的温度保证低蒸气压差分离驱动力,提高了膜蒸馏的分离效率。