Diese Dissertation widmet sich der numerischen Quantifizierung der hydrodynamischen Eigenschaften in FS-Modulen, wie z.B. Scherspannungsverteilung auf der Membranoberfläche und Strömungsfeldverteilung in Membrankanälen, unter verschiedenen Betriebs- und Konfigurationsbedingungen, um einige Hinweise für die Auslegung und den Betrieb von FS-Membranmodulen zu geben. Hierzu werden interDyMFoam mit der Volume of Fluid (VOF)-Methode zur Modellierung von Gas-Flüssigkeits-Zweiphasenströmung und der selbst entwickelte Solver (interSolidFoam) gekoppelt mit den Schlammmodellen zur Modellierung von Quasi-Gas-Flüssigkeits-Feststoff-Dreiphasenströmung eingesetzt, um den Aufstieg von Einzelblasen- und Blasenschwärmen in FS-Membrankanälen mit dem flüssigen Medium Wasser bzw. Belebtschlamm zu simulieren. Die kritischen Parameter des Belüftungsprozesses in den FS-Modulen, wie Luftdurchsatz, Blasengröße, überlagerte Flüssigkeitsgeschwindigkeit, Membrankanaltiefe und MLSS-Konzentration, werden in numerischen Modellen untersucht und ihre Auswirkungen grundlegend untersucht. Die Modelle werden mit den experimentellen Daten aus der Literatur in Bezug auf die Aufstiegsgeschwindigkeit der Blasenterminals validiert, und es wird eine gute Übereinstimmung zwischen ihnen erzielt. Die numerischen Ergebnisse zeigen, dass die beste Leistung bei dem untersuchten engsten Membranspaltabstand erreicht wird, wo die maximale Scherspannung unter den gleichen Betriebsbedingungen erreicht wird. Daher wird empfohlen, den kleinsten Membrankanal von 6 mm auf die FS-Membranmodule anzuwenden, um eine bessere Kontrolle des Membranfoulings zu erreichen. Außerdem beeinflussen die Betriebsparameter die Hydrodynamik im FS-Membranmodul erheblich. Von allen variierten Parametern beeinflusst die MLSS-Konzentration, nämlich die Rheologie der nicht-newtonschen Flüssigkeit, das Aufstiegsverhalten der Blasen am stärksten. Die Luftdurchflussrate und die Geschwindigkeit der überlagerten Flüssigkeit sind die Parameter, die den größten Einfluss auf die flächengewichtete Scherspannung haben, wobei ein allgemein steigender Trend mit einer Zunahme der Geschwindigkeit der überlagerten Flüssigkeit oder einer Zunahme der Luftdurchflussrate beobachtet wird.