造纸废水中主要污染物是制浆黑液中难降解大分子物质—木质素。而木质素是可再生芳香族聚合物，它具有很高的应用价值。因此从制浆黑液中回收木质素既能从根本上解决环境污染又能“变废为宝”。当前，横流膜分离黑液中木质素以其低成本和占地面积少等优势受到造纸行业的重视，但横流膜分离黑液中木质素存在的问题是：受黑液回流阻力等因素的影响，黑液在膜表面产生的切向流速，随着时间推移不能够把膜表面滤饼层冲扫殆尽，进而影响了膜的过滤通量与木质素的分离效果。对此提出采用动态错流膜分离黑液中木质素，通过叶片或圆盘等旋转部件来增大膜表面切向流速度，提高过滤通量和木质素截留效率，为黑液中木质素的彻底回收提供可靠的科学依据。
　　首先通过流体力学、动力学、传质学对动态错流过滤通量进行了理论研究，然后基于过滤通量的影响因素，对制浆黑液中木质素进行了动态错流微滤、超滤和纳滤的分离实验，以理论及实验分析结果为基础，分别对动态错流系统与横流系统分离制浆黑液中木质素进行模拟分析计算并对比分析两种过滤系统的差异。
　　论文主要研究内容和结论如下：
　　（1）通过建立动态错流膜分离黑液中木质素颗粒伪稳态下受力平衡模型，对受力平衡方程求解，推导出动态错流过滤通量的估算方程，发现膜表面切向流速度和跨膜压差是影响动态错流过滤通量的主要因素。在此基础上，分析了动态错流对膜表面产生的局部切向力和平均切向力经验公式，认为切向力大小与旋转附件几何形状相关。
　　（2）基于动态错流过滤通量影响因素的研究，采用叶片式动态错滤设备对黑液中木质素进行了动态错流微滤、超滤和纳滤的分离实验。分析了切向流速与跨膜压差对过滤通量的影响。借助UV-VIS技术，对分离后黑液中木质素的含量进行了测量计算，发现纳滤处理制浆黑液中木质素分离效果较为理想。
　　（3）在实验结果基础上，针对两种常用的动态错流设备（叶片式动态错流设备和圆盘式动态错流设备）分离黑液中木质素进行了模拟研究。以切向流速与跨膜压差为主要边界条件，将压力场和切向流速度场为研究对象，对比了叶片式动态错流和圆盘式动态错流分离黑液中木质素的仿真结果，发现在相同分离条件下，叶片式动态错流在膜上产生的切向流速高于圆盘式动态错流，分离过程中叶片所受压力也低于圆盘。因此就压力场和膜表面切向流速度场对比发现叶片式动态错流过滤优于圆盘式动态错流过滤。
　　（4）对横流膜分离黑液中木质素的切向流速度进行模拟研究，发现在过滤腔室入口有着较高的切向流速度，但在很短时间内切向流速度迅速下降直至变为零，由于受黑液回流阻力的影响，切向流速度甚至为负。
　　（5）基于以上模拟结果，比较了动态错流和横流过滤在膜表面切向流速度场的模拟结果。动态错流膜分离黑液中木质素在膜表面产生的切向流速度明显大于横流，有效阻止黑液中木质素颗粒沉积于膜表面。
　　通过理论分析、实验研究以及仿真模拟三个方面，对动态错流膜分离黑液中木质素进行了基础研究，与横流过滤相比，动态错流过滤更能够实现低滤饼高通量的理想分离条件，提高分离效率从而获得分子量统一、污染物少的木质素。