氮、磷是导致水体富营养化的优势污染物。随着工业化和城镇化的快速发展，以及污水综合排放标准的不断提高，研究开发经济有效、运行可靠，占地小的同步脱氮除磷工艺具有非常重要的现实意义。反硝化除磷技术具有节省有机碳源、减少温室气体排放、剩余污泥产量小等优点，符合可持续发展理念，具有广阔的发展前景。本研究采用序批式膜生物反应器（SBMBR），通过对其运行模式优化调整，强化其除磷脱氮能力，同时对两种工艺模式下SBMBR对氮磷的去除性能、污泥特性及膜污染等进行了考察。论文主要进行了以下几个方面的实验：1、以自行设计的双反应器A²O-MBR为研究对象，通过逐步降低进水C／N，考察在不同氮负荷(0.08～0.14kg·m^-3·d^-1)条件下氮磷的去除性能。实验结果表明：系统进入稳定运行时(N、P负荷分别为0.14kg·m^-3·d^-1和0.03kg·m^-3·d^-1)，COD、N、P去除效果分别为90.5％、80.6％和67.7％；具有反硝化除磷能力的聚磷菌（DPAOs）占总PAOs的比例达70％，反硝化除磷量占总除磷量的比率为69.81％。该工艺简化了传统A²O工艺，并采用膜过滤取代二沉池出水，不需外投硝酸盐即可实现反硝化除磷，但污泥回流中过量的硝酸盐量会抑制厌氧释磷反应，影响工艺脱氮除磷能力的提高，需进一步改进工艺。2、双反应器MUCT-MBR工艺改进了上述工艺运行模式，避免了回流污泥中硝酸盐对厌氧释磷的消极影响。COD／TN为5.66左右时，系统对NH₄⁺-N和TN去除效果分别为92％和79.45％。进水氨氮负荷的变化对系统除磷有重要的影响，进水氨氮负荷为0.094kg·m^-3·d^-1时，平均释磷量达24.74mg／L，出水TP平均为1.12mg／L，系统对TP的平均去除率达86.61％。3、反硝化除磷特性分析表明，MUCT-MBR中A池缺氧段的设置改善了系统反硝化除磷能力，摄磷反应主要发生在缺氧段，缺氧段去除的磷占总除磷量的73.9％，A池缺氧段的设置不仅避免了硝酸盐对厌氧释磷的消极作用，而且亦有除磷的作用：A池和B池中具有反硝化除磷能力的PAOs占总PAOs的比例分别为86.2％和80.7％，A池中污泥的反硝化除磷能力优于B池。4、对聚磷污泥体内PHB和聚磷颗粒进行染色观察直观地验证了反硝化吸磷现象。5、系统运行过程中，污泥沉降性能的下降和泥水混合液中EPS含量的的增加是导致反应器膜污染加剧的重要原因，并且EPS组分中蛋白质的含量对膜污染贡献较大。