本研究将高效生物反应器与超滤膜组件结合在一起，自行开发了喷射环流膜生物反应器，并对该反应器的水力、传质特性和膜污染特性进行了研究，结果表明该反应器具有良好的水力、传质性能，且能有效控制膜污染，证明此工艺组合是可行的。 1.水力、传质特性研究首先对反应器的基本性能进行了研究，结果表明反应器最大吸气量可达到0.67m3/h。采用刺激-响应法对反应器的流态特性进行了测定，结果表明喷射环流膜生物反应器属于一种完全混合式的生物反应器。 然后对反应器的水力和传质性能进行了研究，结果表明：吸气量是影响气含率和氧传质系数的主要因素，随着吸气量的增加，气含率和氧传质系数都会逐渐增加。循环水量是影响液相循环速度和混合时间的主要因素，随着循环水量的升高，液相循环速度会迅速升高，混合时间会迅速降低。与已有的生化反应器相比较，喷射环流膜生物反应器在水力、传质性能具有明显的优势。 最后考察了膜组件对水力和传质性能的影响，结果表明膜组件的加入对气含率、液相循环速度、混合时间和氧传质系数的影响非常小，说明反应器布局设计合理，尽可能的保持了射流曝气的特点。 2.膜污染特性研究首先对膜组件的出水通量进行了研究，对膜组件的清水通量和临界通量进行了测定。 之后研究了操作条件对膜污染的影响，结果表明：随曝气强度和水流强度的增加膜过滤压差上升速率都会相应减小，但曝气强度对膜污染的影响要远远大于水流强度对膜污染的影响。随抽吸时间的增大，膜过滤压差上升速率会相应增大，当抽吸时间大于10min时膜污染会迅速加剧。随停抽时间的增大，压差上升速率会相应减小，当停抽时间小于4min时膜污染会迅速加剧。以曝气强度、抽吸时间、停抽时间三个因素设计正交实验，结果表明，最佳曝气强度为0.75m3/m2·h-1.00m3/m2·h，最佳抽吸时间为8min-10min，最佳停抽时间为4min-5min。三个因素主次顺序为：抽吸时间>曝气强度>停吸时间。比较可知，本反应器膜污染发展速度低于传统一体式膜生物反应器。然后对膜污染阻力进行了分析。结果表明，膜的固有阻力占过滤总阻力的6.2％，外部污染阻力占总阻力的6.0％，内部污染阻力占总阻力的24.8％，凝胶极化阻力占总阻力的比值最大，占总阻力的68.6％。 最后对膜组件的清洗进行了研究，最终制定膜的清洗方法为空曝气3h→自来水冲洗→碱洗10h→酸洗10h。