针对MBR技术的成本与能耗高的问题,本文以国产中空纤维膜、沉浸式膜生物反应器处理生活污水为研究对象,设计并运行实现了一个500m~3/day污水回用工程,提出了以工程寿命期水成本为控制目标的控制方案,发明设计了帘式膜专用清洗器,提高了膜的清洗效率。改进了曝气系统,设计应用了动态对射流式无冲击力式新型曝气系统,提高曝气效率。这些改进,更进一步保证了MBR系统的高效低能运行。在生物分析方面,使用毛细玻璃管观测了生物相,并采用数码相机进行显微摄影,记录结果。证明了国产膜技术的可行性。本项目的示范作用,为国产MBR技术的成熟与推广有重要意义。 为了方便于膜生物反应器的性能的评价与控制,论文的研究重点是在膜性能膜评价分析。与其它分析方法相比,通量压力分析是最为常用的,本文发展了通量方程,通过计算,提出了膜表观阻力中存在膜内流阻力RL,并在纯水实验中得到了验证,膜内流阻力,是膜的内部压力降在膜的渗透性上的反映。存在临界雷诺指数,小于这个数值,膜内流阻力膜随通量增加而减小。另外,输水管压力降在膜的渗透性上的反应,则表现为膜输水管阻力Rag,证明仅与所联接的膜面积有关,与膜的通量无关。并在此基础上提出了膜元件的优化方案与阶段升流操作方案,提出优化系数K与最优化膜长度Lgood,并对现有材料作出了重大改进。通量方程成为MBR设计与操作的理论基础。 最后,设计了一个理想化的MBR运行条件,以寿命期吨水成本为工程控制参数,分析了工程中的各种影响参数的敏感度,提出了MBR工程设计与操作的控制因素重要性大小。并通过修正分析,得了加强再线物理清洗、增加膜面积等控制成本方法,为推广国产膜的MBR技术的提供了理论依据。