在膜过滤过程中，膜污染的形成导致渗透通量的减小，从而对过滤性能产生不利影响。针对这一问题，国内外学者对膜污染的形成机理进行了广泛的研究。在膜过滤器内设置湍流促进器是降低膜污染、提高渗透通量的有效措施，但又往往造成过滤器能耗的升高。研究膜过滤器中流动促进机理，并通过结构优化开发节能高效的湍流促进器对膜过滤性能的提升，具有重要的研究价值。本文的主要研究工作包括:　　(1)通过对颗粒在膜过滤器流体中的受力及运动规律的分析，建立了描述微米级颗粒物料膜阻力形成的数学模型。数值模拟研究表明，过滤参数随时间的变化与膜表面处沉积并形成膜污染颗粒的临界粒径有关。过滤初始阶段，临界粒径为料液中颗粒的最大粒径，渗透通量随时间呈现缓慢减小的趋势;过滤中期阶段，临界粒径逐渐减小，渗透通量随时间快速下降;过滤后期阶段，临界粒径减小到料液中颗粒的最小粒径，渗透通量的变化趋于平缓并逐渐达到稳定。提高错流进料速度可以增大颗粒在膜过滤器流场中的升力，减小沉积颗粒的临界粒径，从而降低膜污染阻力，促使过滤进程向中后期阶段推进。　　(2)建立了胶体悬浊液过滤过程中膜污染分析的CFD模型。结合动态设置边界条件的方法，对流动及传质耦合方程进行分析求解，研究了污染参数在膜表面的分布规律。结果表明，浓差极化层在膜表面的发展是形成胶体膜污染的重要传质因素，在充分发展的浓差极化层底层，胶体悬浊液达到临界相转化浓度，从而形成凝胶膜污染。受膜表面流动剪切率影响，膜污染阻力沿错流方向逐渐增大。　　(3)研制了一种应用于平板膜过滤器的锯齿形湍流促进器。通过过滤实验研究了促进器对膜过滤的强化效果。利用PIV粒子成像速度仪对膜过滤器内流场进行了实验测试，考察了促进器强化膜过滤器过滤过程的流体力学机制。结果表明锯齿型促进器通过在膜过滤器流场中产生大尺度旋涡，强化了膜表面流体的流动，增强了颗粒在膜过滤器中的混合。与常规的“之字型”间隔体促进器相比，锯齿型促进器能够避免产生严重的局部膜污染，具有更好的过滤强化和节能效果。　　(4)通过过滤实验研究了管式膜过滤器中挡板促进器对过滤过程的强化效果，采用CFD辅助流场分析方法，研究挡板促进器结构参数对流场的影响，并对其结构参数进行优化。结果表明，挡板扇形角及排列角对管式膜过滤器内的折流流动特性影响较大，挡板间距和半径决定各流动单元内流动参数的分布与强度。对本文研究的管式膜过滤器而言，以相位角90°、扇形角180°、无因次间距2.5和半径20mm的结构参数组合为最佳参数，能够在管式膜内产生螺旋形流动，实现流动单元内旋涡的充分发展，得到最佳的节能效果和过滤强化效果。