污泥膨胀是活性污泥工艺中最为棘手的问题，它的突出问题是污泥沉降性能差。然而，膜生物反应器能很好地解决泥水分离问题。更重要的是，在污泥膨胀的工况下，污泥结构松散，过滤阻力较小；上清液清澈，出水效果好；同时，由于是在低溶解氧的条件下，能达到节能的效果。 因此，本试验将采用浸没式膜生物反应器处理城镇污水。在低DO条件下，有目的地使活性污泥发生膨胀，对膜生物反应器去除效果和膜污染控制进行试验研究。 采用4h的错流过滤方式对截留分子量为7万的三种超滤膜进行了性能比较，并确定聚偏氟乙烯膜为试验用膜。 先后尝试外部循环法、密封曝气及敞开曝气法营造低氧条件，最后敞开曝气法成功地使DO基本处于0．12-1.39mg/L，平均0．47mg/L。在此条件下，污泥发生丝状膨胀，SVI达262-331mL/g。 污染物去除特性试验表明，膨胀状态MBR对有机物和总磷的去除率与非膨胀状态MBR相当，但膨胀状态MBR的总氮去除率较高。同时，膨胀状态MBR节约了供氧，可以达到与非膨胀污泥同样高的去除负荷。 膨胀态MBR中，由于丝状体互相缠绕，滤饼颗粒平均粒径不易变小，因而通量下降较为缓慢；由于丝状体的支撑作用，滤饼孔隙率较大，导致比阻较小，因而通量比非膨胀态污泥大。 通量影响因素试验表明：在泥龄为20-60天的范围内，泥龄越大，通量越大；曝气量较小时，通量随着曝气量呈线性增大，但在较大的曝气量下通量增大的趋势减弱；通量随着抽停比的增大先增大后减小，因此存在最佳的抽停比；通量随着污泥浓度的增大呈幂函数规律下降。 膜污染机理研究表明：(1)在4h的恒压过滤中，滤饼过滤是主导过滤机制。(2)建立了滤饼阻力与时间的关系、滤饼阻力与压差的关系模型。将滤饼阻力的模拟值与实测值比较，二者十分接近。(3)临界通量为22L／m2·h，在相应的临界压力以下(10kPa)过滤时，通量的下降速度较慢。(4)启动过滤时应缓慢加压(或增大通量)。 膜污染防治研究表明：(1)最佳的活性炭粒径为114μm，活性炭浓度为lg/L；最佳的沸石粒径为137um，沸石浓度为1g/L。单独投加、混合投加及不同投加方式所起的作用是不同的。投加物料的作用机理是使滤饼可压缩性减小，孔隙率增大，因而比阻减小。(2)投加物料可使临界通量提高，原因是细微颗粒被物料吸附后，成为相对牢固的整体，混合液中粒子的平均粒径增大了。(3)化学清洗时，NaCl0溶液最佳浓度为05﹪，最佳浸泡时间为1h，温度在43.3℃以下越高越好。