近年来，膜分离技术发展迅速。但是，如何减轻膜污染和浓差极化的影响，延缓膜通量的衰减是困扰膜分离技术发展的主要问题之一。提高膜表面水力剪切作用是延缓膜通量衰减的最常用措施。膜动态过滤技术是近三十年迅速发展的一种过滤形式，它通过膜本身的运动（旋转或振动）或近膜面转子的运动在膜表面产生强剪切作用，很好的削减了膜污染和浓差极化的影响，延缓了膜通量的衰减速率。本文设计了一套新型膜动态过滤装置即往复旋转中空纤维膜的实验系统，其利用膜丝的往复旋转，使膜丝自身的旋转速度与料液速度矢量叠加强化膜表面的剪切速率。分别从实验研究及理论计算方面对其性能进行了研究。实验方面，考察了安装不同对数膜丝时不同影响因素对膜通量衰减速率的影响。当过滤器安装单对膜丝时，分析了旋转参数、结构参数、操作参数及料液的特征参数对膜通量的影响。旋转角速度越大，膜丝距中空轴轴心越远，往复旋转中空纤维膜的剪切强化作用越好；往复旋转周期的优化则需考虑如何使料液流场流速与膜丝转速之间的矢量迭加在膜表面产生的速度梯度更大，单纯增大或减小旋转周期均会弱化剪切强化的效果。在同样操作参数下，往复旋转方式比死端过滤及单向旋转方式的膜过滤更利于延缓膜通量衰减。当过滤器安装多对膜丝时，仅分析了旋转角速度及往复周期等旋转参数对膜通量的影响。同时考察了过滤器在安装不同对数膜丝时获得单位体积滤液所需的能耗情况，在相同操作参数的情况下，随着过滤器上安装膜丝对数的增加，膜过滤器获得单位体积滤液的能耗逐渐降低。理论方面，利用PIV观测流场所得结果，对安装单对膜丝时过滤器膜表面的剪切力进行了表征，建立了膜表面剪切速率的动力学方程；同时结合实验结果，推导出膜通量动态衰减的经验模型。通过以上实验研究及理论分析可知，这种新型的膜动态过滤装置具有较好的过滤强化性能，且具有剪切率大、跨膜压小、结构简单及易于拆装等优点，为将来工业化奠定基础。