本发明公开了一种低温蒸发浓缩装置，包括卡诺制热循环装置、一蒸发浓缩器，所述的卡诺制热循环装置包括通过管道循环连接的压缩机、蒸发器、膨胀阀、冷凝器；冷凝器加热侧进口连接进料管道；蒸发浓缩器内设有一空气循环通道，空气循环通道包括一料液浓缩区和一冷凝水生成区，空气循环通道底部设有一将冷凝水生成区中的冷空气吹向料液浓缩区的风机。本发明还公开了一种采用上述低温蒸发浓缩装置的高浓度废水浓缩方法。本发明具有的有益效果为：在低温（40℃—95℃）常压下脱盐，脱水和（或）回收高浓度盐和高度污染废水，可生产副产品干净的冷凝水；零排放。