膜-生物反应器（Membrane Bio-Reactor，MBR）是高效膜分离技术和传统活性污泥法相结合的一种新型水处理工艺，但应用过程中的膜污染问题始终未得到很好解决。为此，本论文尝试改变MBR系统中的污泥形态，将好氧颗粒污泥引入MBR组成膜-好氧颗粒污泥生物反应器（Membrane Granular Sludge Bio-Reactor，MGSBR）处理焦化废水，在研究MGSBR对焦化废水中COD和NH₄-N脱除效果、探讨MGSBR处理废水可行性的基础上，较系统、深入地研究了MGSBR中好氧颗粒污泥的特性及不同污泥形态对膜污染的影响，目的在于确定优势膜污染物质，控制膜污染。主要研究结果如下：1．采用MGSBR处理典型难降解工业废水—焦化废水，以厌氧颗粒污泥转化而成的好氧颗粒污泥为接种污泥，考察在不排泥条件下MGSBR系统对污染物的去除效果。结果表明：MGSBR表现出良好的COD去除效果，COD去除率可以稳定在95％，微生物对COD去除率占总去除率的75％，但硝化反硝化能力不佳，有待通过系统运行条件的优化得到改善。2．经60天的运行发现MGSBR中好氧颗粒污泥特性发生了变化。好氧颗粒污泥的颜色由金黄色或黄色变为暗黄、灰白和黄色等，平均粒径减小，大于1mm的好氧颗粒污泥浓度降低，并趋向于小粒径化。好氧颗粒污泥沉降性能较差，静水沉降速率低。好氧颗粒污泥表面杆菌和原生动物消失。接种污泥内部的球菌消失，以杆菌为主。3．好氧颗粒污泥MBR比普通活性污泥MBR膜通量衰减缓慢，在出水前1分钟膜通量均由初始9.6 L·m^-2·h^-1降低到8.0L·m^-2·h^-1，1分钟后膜通量降幅减缓，40分钟后出水膜通量基本稳定，前者比后者平衡膜通量高出15％左右。4．单位吸附时间内，单位膜面积上吸附的污泥、溶解性有机物和胶体量均随运行时间的延长而增加。运行期间前两种物质的吸附趋于饱和，而胶体吸附则持续增加。膜面吸附的污泥主要是反应器运行过程中产生的絮状污泥。5．通过对污泥混合液不同组分进行分离，考察了各组分对膜污染的影响。结果表明：在反应器运行的前10 min内，混合液不同组分对膜污染的影响效果从大到小依次为SS（悬浮固体）、胶体和溶解性有机物，其中因SS而降低的膜通量占总的下降的膜通量的88.83％。480min时，污泥混合液中各组分对膜污染的影响从大到小依次变为胶体、SS和溶解性有机物，此时，胶体对膜污染的影响效果高达54.10％。6．对MGSBR中的污染膜采用先酸洗后次氯酸钠洗的清洗方式可获得良好的清洗效果，膜通量恢复率近100％。对溶解性有机物和胶体污染需采用化学清洗。7．通过比较MGSBR和普通活性污泥MBR中污泥混合液各组分对膜污染的影响可知，在MGSBR中，絮状物和胶体对膜污染的影响效果分别在运行初期和末期达最大，而在普通活性污泥MBR中，絮状污泥始终是优势膜污染物质。