膜污染控制是膜生物反应器运行和设计的重要问题,膜组件的膜污染行为直接影响MBR能耗和操作。人们常用增加曝气强度或者使用螺旋折流板来强化膜面附近的湍流,来显著降低膜污染。本文对一种新型抗污染的螺旋膜的改进设计和优化应用进行了研究。在不增加曝气强度和能耗的前提下,以获得最佳的降低膜污染、提升膜通量的效果。运用粒子成像测速(PIV)技术对比分析了螺旋膜和平板膜附近流体速度矢量的强度和分布情况。测试结果表明：螺旋膜能增加流体湍流强度,并产生涡流,提高了膜面剪切率。为进一步优化膜元件结构(包括尺寸和螺旋角)以及考察膜间距和膜元件数对螺旋膜过滤性能的影响,通过在MBR中短期实验和运行,对一系列的螺旋膜组件进行了研究。不同尺寸的系列单元螺旋膜的实验结果表明：螺旋膜的平均出水通量比平板膜提高了17%～37.5%；细长膜元件具有更优越的的抗污染性能,更高的膜通量。通过测试集成形式膜组件过滤性能,得出8张螺旋膜构成的膜组件过滤性能更佳,改善的流体动力学条件,进一步降低了膜污染,膜平均出水通量较8张平板膜组件提高了50%。同时,适当的膜间距或者较低的操作压力对螺旋膜通量的提高有很大促进作用。运行过程中通过向污泥中投加絮凝剂,对比投加前后两种膜的过滤性能,发现改善了污泥的絮凝性能、提高絮凝体粒径,有助于提升螺旋膜过滤优势。最后对螺旋膜MBR处理小区生活污水的装置进行了概念设计,指出了需要进一步研究解决的问题。