浸没式膜生物反应器(MBR)是一种利用膜分离技术与活性污泥生物处理方法相结合的新型水处理工艺。由于膜的截留作用,使得固液分离更稳定高效,几乎所有生物质被截留在反应器中并可达到高浓度生物质,因而该工艺具有占地面积小,出水质量高,固液分离较彻底等优点。A/O-MBR工艺由于兼顾有同时去除含氮污染物的能力,是污水废水处理与污水回用领域研究的热点之一。本研究构建了多生境A/O-MBR工艺,在同一个污水处理反应器内实现多种生境共存的状态,丰富系统内微生物菌群的多样性,从而实现有效同步降解有机污染物和脱氮的目的。多生境A/O-MBR工艺由于借助搅拌桨和曝气的推动力,能够使泥水混合液在好氧区与厌氧区之间自动循环流动,因此能够在保持反应器良好运行性能的同时,很大程度地减少其工艺的动力消耗。采用可编程逻辑控制器(PLC)自控系统进行全自动监控运行,在不排泥条件下,利用多生境一体化A/O-MBR工艺对模拟废水进行连续运行处理120 d,考察期间生物质浓度增殖及其它污泥特性的变化规律,以及它们对膜污染和DO传质性能的影响关系。结果表明,随着生物质浓度的不断增加,污泥粘度以及松散层胞外聚合物(EPSL)的增长与MLSS的增长趋势呈现正相关的关系。EPSL中的蛋白质含量增速较快,而多糖含量增速相对缓慢,表明EPSL中的蛋白质对污泥粘度的增大的贡献更大。随着MLSS、EPSL及污泥粘度的增大,TMP增大,DO的传质系数减小,表明多生境A/O-MBR工艺中MLSS、EPSL及污泥粘度增大加剧了膜污染以及阻碍了DO的传递。探讨多生境A/O-MBR工艺对不同浓度有机污染物以及含氮污染物的降解效能以及系统的抗冲击能力。结果表明该系统具有有效稳定的去除有机污染物(COD、TOC)以及无机含氮污染物(NH3-N、TN)的能力,其COD、TOC、NH3-N、TN的去除效率平均分别可达94.6%、97.9%、97.3%、60.5%。其中膜的截留作用对TOC去除效率的贡献很大,膜对污泥上清液TOC的平均截留率达81.2%。含氮化合物的有效去除对反应器中DO水平的要求很高,TN有的效去除要求O区的DO水平在2mg/L以上,同时A区的DO水平在0.5 mg/L以下,对于特定的处理水质,通过MLSS以及曝气调控能够容易地实现所需DO浓度的分布。提高初始进水有机物或无机氮浓度并不影响该系统的降解效率,表明多生境A/O-MBR工艺有较强的抗冲击能力。提供充足的基质,促进活性污泥中的微生物的快速增殖期,能够提高比污泥活性。污泥的脱氢酶活性(DHA)及三磷酸腺苷(ATP)含量只有在活性污泥快速增殖期快速上升；当基质浓度较低,污泥中的微生物处于稳定增殖期或减速增殖期,DHA及ATP减少。表明基质浓度及活性污泥中微生物的生长状态是影响系统中污泥整体活性的主要原因。随着污泥停留时间(SRT)的延长,无论是无机物质还是生物质都在反应器中不断地积累,然而,生物质的活性受到基质和无机物质积累的限制,因而SRT的延长使得老龄化污泥增多,无机物质的比重增大,系统内污泥活性降低。同时,结果表明DHA及ATP都能很好地评价多生境A/O-MB R工艺长期运行的活性变化过程。