过滤机理的研究是目前膜过滤工艺需要研究解决的关键问题之一。膜过滤基本理论模型分别从不同的角度对过滤现象进行了探讨，但由于其理论本身的局限性，均没有从理论上真正体现过滤速率的决定因素，它们的应用均是建立在实验数据拟合基础上，以模型系数弥补其理论缺陷，前人在膜过滤基本理论模型的基础上，分别从不同角度，提出了一些计算公式和计算方法。　　 本论文探讨了以过滤机理为主的膜过滤动力学、生化处理设备的流场分析以及利用神经网络的水质预测。　　 首先，在跨膜压强恒定的条件下，用不同膜、不同料液，进行膜过滤实验，探讨了膜过滤的机理、通量和阻力变化规律。研究结果表明，膜过滤机理有三种即；不同程度地发生内部截留机理、表面截留机理和先内部截留后表面截留机理，尤其表面截留机理的发生几率较高。　　 其次，研究了在膜法处理印染废水中，操作方式对超滤通量变化的影响与膜技术在工业废水回用的可行性。曝气过滤的的初始阶段，由于通量大使得膜的堵塞速度也相应快，导致超滤速率衰减较快，并且周期运行的膜通量比连续运转的大。印染废水过滤时，在压强小于0.08 MPa的范围内，可以不考虑沉积物的压缩性。　　 采用超滤-反渗透膜技术对印染废水深度处理中试结果表明，UF的CODcr去除率在2.0～79.6％之间，SS去除率大于91.1％，色度从16～64倍降低至2～8倍，RO出水的CODMN平均值为1.90 mg/L，SS的平均值为0.38mg/L，平均电导率为24.6us/cm，色度在0～1倍范围内。　　 此外，利用CFD软件FLUENT对中空膜单元和厌氧酸化池内部流动进行了数值模拟，为设计稳定高效的厌氧酸化池反应器提供理论依据。厌氧酸化池的引导墙内外部、折流墙之间空间等几处有旋流区。进水流速在0.1～0.53 m/s范围内，反应池主要工作区的最大流速不超过0.02 m/s。可以预测进水流速为0.53 m/s时，最小HRT为5.83 h，进水流速为0.1 m/s时，最小HRT为50h。　　 最后，运用Matlab软件提供的BP神经网络算法对某污水处理厂的生化处理系统进行模拟，即中和池、生化池和沉淀池的数据CODm(化学需氧量)、pHin、SSin(悬浮固体)、BODin生物需氧量)、MLSSbio(活性污泥浓度)、污泥回流比、总气水比为输入样本，预测了沉淀池出水的CODout、pHout、SSout、BODout，以便对出水水质评价提供理论依据。