随着社会经济的发展和人口的增长,水资源短缺成为中国一个严峻的问题.由于膜生物反应器(Membrane Biological Reactor,MBR)是膜分离技术与普通活性污泥法相结合的一种新型、高效废水处理技术,具有去除效率高、出水水质好、占地面积小、运行管理方便等特点,非常适合污水回用.因此,尽快把MBR工艺应用于实际具有十分重要的现实意义.本文采用厌氧-兼性-好氧这一新的MBR组合工艺,对城市污水处理进行了处理水量为5m<3>/d的中试研究,考察了其脱氮除磷效果和污泥特性.实验表明膜组合工艺具有低能耗、低污泥浓度的优点.当进水COD为98~567mg/L,NH<,3->N为14.4~30.4,TP为2.74~5.93mg/L,控制总水力停留时间为12h,兼性区溶解氧≤1mg/L,好氧区溶解氧为3~4mg/L和回流比为1.5~2时,可使好氧区污泥浓度MLSS为1500~3000 mg/L,避免了高污泥浓度带来的高能耗问题.此时,出水的COD、BOD<,5>、NH<,3->N分别达到30mg/L、5mg/L和15mg/L以下,满足国家的生活杂用水水质标准.泥水混合液回流和好氧区保持较高的溶解氧是污泥浓度稳定的主要原因.本文对三个区的微生物相进行了连续观察,同时通过高倍显微镜显微照相,发现其中厌氧区以厌氧细菌为主,多出现绿草履虫、楯纤虫等;兼性区以匍匐型纤毛虫为主;好氧区以固着型纤毛虫为主.说明不同的生物相构成了反应器复杂的生态系统,这不仅增加了反应器抗冲击负荷性,还是稳定污泥浓度的一个原因.此外,通过和活性污泥法进行经济定性比较,发现膜组合工艺在技术和经济上都是完全可行的.为了对工艺运行提供理论依据,依据Monod模式对反应器建立物料平衡,对膜组合工艺的好氧区去除有机污染物的情况进行了动力学分析,建立了有机底物降解动力学方程,并且通过数据验证,得出有机底物的最大比降解速度V<,max>和饱和常数K<,s>的值分别为1.82和74.83.此外,在试验期间还通过外观和扫描电镜详细观察了膜污染情况,对膜污染主要因素进行了分析,探讨了减缓膜污染的措施.实验表明,利用膜组合工艺处理城市污水是一种实现污水资源化的好方法,有着良好的应用前景.