借鉴传统外置式膜-生物反应器的构造,以X-flow新型膜组件为核心,设计研发的气升循环式膜-生物反应器结合了一体式和外置式膜-生物反应器的一些优点。对新型膜生物反应器的关键部位——封闭竖直管式膜的布气装置进行了改造,最大程度的优化膜管内水力条件。在竖直膜管内形成的气、液两相流对于提高膜通量,冲刷膜表面,控制膜污染具有积极的意义。对布气装置的性能进行了清水通量的试验验证。并同时考察温度以及膜管内布气量的变化对膜出水的影响。首次提出竖直膜管内“流态气水比(r)”的概念。采用“通量阶梯式递增法”,测定了气升循环式膜-生物反应器的膜临界通量。临界通量的范围曲线把膜通量区域划分为三个操作区域:超临界区,临界区和次临界区。分析了膜管布气量即膜管内气、液流态气水比r对于膜临界通量的影响。安排了气升循环式膜-生物反应器在次临界通量操作条件下长期运行试验,考察了膜管内流态气水比r对混合液污泥特性的影响,从而进一步说明膜管内流态气水比r对膜污染控制的影响。并对污染后的膜组件进行反洗,得出膜管内流态气水比r对不可逆污染的影响较为明显。