在污水处理技术大力发展的今天,膜生物反应器（MBR）由于处理效果好、占地面积少等优点日益受到人们的关注,而序批式膜生物反应器（SBMBR）与传统MBR相比具有更好的同时脱氮除磷效果。本课题的研究目的在于对SBMBR进行相关的数学模型及反应动力学模型研究,寻找最优运行参数,以期能为该工艺工程应用及工程实例优化运行提供参考和理论依据。本课题研究采用序批式膜生物反应器工艺（简称SBMBR）。以城市污水为研究对象,运用物料平衡的方法考察了SBMBR中的物料平衡关系,并在此基础上建立了有机物降解动力学模型和微生物增殖动力学模型。利用实验中的数据对微生物增殖动力学模型常数Y和kd进行了探讨;对有机物降解动力学模型饱和常数Ks和底物最大比降解速率Vmax进行了研究,求出了SBMBR处理城市污水出水的最大比基质降解速率Vmax和基质饱和常数Ks。结果表明,本文中得到的基质最大比降解速率Vmax和饱和常数Ks与传统活性污泥法处理生活污水所得的值有较大差异。所获动力学关系和动力学常数可为该工艺工程应用及实际工程实例优化运行提供理论依据。利用可编程逻辑控制器（PLC）设计了实验装置自动控制系统,实现了对实验装置的自动化控制。对SBMBR污水处理自动系统的运行效果进行了研究。研究表明,污水处理系统COD平均去除率为93.1%,最高去除率为96%;NH₃-N平均去除率为90.4%,最高去除率为93%;TP平均去除率为79%,最高去除率为84%,处理效果良好。该控制系统可直接应用于工程,具有控制灵活、可靠性高等优点。