MABR有效的将生物膜法污水处理技术和膜分离技术结合在了一起,现已成为一种极具应用前景的新型有机废水净化处理工艺,尤其在生物脱氮方面展现了巨大的优势。该工艺不仅具备了生物膜法污水处理技术的众多优点,如剩余污泥量少,不会出现污泥膨胀和上浮等问题;还具备了低能耗、高处理效率、占地面积少等优点。但运行条件的控制对反应器的性能影响较大,而占MABR运行能耗较大比例的内循环流量对MABR的运行效能有不可忽视的影响。首先,本文在课题组前期对MABR内流场模拟优化的基础上,通过对比不同流场下反应器的脱氮除碳性能以及生物膜的厚度,确定了最佳膜面流速。研究表明:当MABR反应器内膜面流速在0.05m/s时,生物膜厚度适中,有利于氧气和底物的传质,反应器获得了最优的脱氮除碳性能,COD去除率最高达到94%,NH3-N去除率最高达到95%,而TN去除率最高达到85%,出水浊度保持在6.0 NTU以下。其次,利用分子生物学技术FISH和PCR,研究了不同流场下生物膜内微生物群落的分布及数量变化。研究表明,当膜面流速在0.05m/s时,生物膜厚度适中,微生物群落分层较好,内层主要是氨氧化细菌,几乎没有亚硝化菌,外层主要是反硝化细菌,系统脱氮过程能很好的控制在短程硝化反硝化阶段,脱氮效率较高,TN去除率高达到85%。最后,通过研究得出控制合适的膜面流速可以有效控制生物膜厚度,促使生物膜功能性菌群—硝化菌和反硝化菌分层,已实现反应器同步硝化反硝化反应,提高反应器的脱氮性能。