超声场所产生的机械振动、声冲流及声空化能够有效地抑制膜分离过程中的膜污染和浓差极化现象,一定程度上提高了膜渗透通量。而陶瓷膜具有机械强度高、耐酸碱、耐高温、分离性能稳定等优点,且已成功应用于工业中。本论文研究了清洗槽式超声场强化管状陶瓷膜微滤分离TiO2悬浆液过程。　　 利用由三维定位仪和超声波声强测量仪组成的声强测量装置对超声波穿透以清水、TiO2悬浆液为介质的不锈钢管及陶瓷膜管后的声强分布进行了测量。同时,以TiO2颗粒为分离体系,在多通道陶瓷膜微滤系统中研究了超声场强化微滤过程。在清水中,超声波穿透不锈钢管后声强平均衰减了45.0％,而穿透厚度为10.0.mm的陶瓷膜后衰减了90.0％以上,超声波在颗粒悬浮液中传播有一定的衰减,但衰减性不明显。在超声场辅助微滤颗粒悬浆液过程中,膜总阻力由5.56×1011 m-1降到4.77×1011 m-1,膜渗透通量增加了17.0％,膜面滤饼质量由337 g·m-2降低到204 g·m-2,浓差极化层内质量传递系数由3.5×10-5 m·s-1增加到5.2×10-5 m·s-1。在跨膜压差为80 kPa、温度为35℃、膜面流速为1.0 m·s-1、料液浓度为5.0 g·L-1操作条件下,平均膜通量提高了51％。　　 依据滤饼过滤理论,研究了超声波对过滤常数、滤饼压缩性指数、膜面沉积滤饼质量的影响。超声作用下,恒压过滤常数由5.56×10-4m2·s-1提高到1.27×10-3 m2·s1’,不同时刻的单位膜面滤饼质量仅为无声场作用时的50％左右。无超声作用下滤饼的压缩性指数为0.653,而超声作用下的s为0.670,可知TiO2颗粒形成的滤饼属于中等可压缩性物料。　　 同时,针对超声强化膜分离过程中能耗高的问题,提出了一种节能、新型超声强化膜分离操作方式,即微滤与超声场的交变过程。该操作方式能够获得较高膜通量恢复率和平均膜通量,在超声功率为45 kHz和频率为500 W条件下,膜通量恢复到初始值的94.0％；超声作用时间为10 sec,微滤时间为8 min时,平均膜通量提高了61.5％；超声能量消耗却减小了90％。