我国人均淡水资源匮乏，随着地表水污染程度日益加剧及废水排放标准逐步提高，传统活性污泥法越来越难于满足实际工程需要。因此，研发高效、节能的新型废水处理工艺势在必行。外置式膜生物反应器（side-stream membrane bioreactor，SSMBR）为膜分离技术与生物处理技术有机结合之新型废水处理系统，其膜组件位于生物反应池之外，采用正压错流过滤，处理系统不设二沉池，系统排泥少，生物反应池内污泥浓度高。使用SSMBR处理废水具有处理效率高、出水水质好、工艺紧凑、易于维护和检修、节省占地、易实现自动控制等优势。但SSMBR也有投资大、运行能耗高、膜易污染等明显缺点，这也是阻碍SSMBR发展的主要原因。为克服SSMBR的缺点，本课题在常规SSMBR基础上对曝气系统进行改进和优化，以达到降低运行能耗的目的。为增强SSMBR脱氮效果，本课题将SSMBR工艺与A/O工艺进行优化组合，利用A/O工艺中的缺氧池达到增强脱氮的目的。选用生活废水、乳品废水为处理对象，对工艺设备进行研究、调试、改进和优化，确定最佳工艺运行参数，最终选定处理效果好、技术经济合理的小试设备和工艺技术方案并与传统活性污泥处理工艺、常规SSMBR处理工艺对同种废水的处理效果进行比较。利用新型射流曝气SSMBR工艺对乳品废水进行处理试验，采用射流曝气代替鼓风曝气，结果表明，进水COD_cr、NH₃-N、TN、TP平均为1987mg/L、100mg/L、114mg/L、16.33mg/L时，出水分别为24mg/L、15.8mg/L、20mg/L、2.72mg/L。利用A/O+SSMBR对乳品废水进行处理试验，MBR与A/O工艺结合，强化脱氮，用气液混合泵曝气代替鼓风曝气，结果表明，进水COD_cr、NH₃-N、TN、TP平均值分别为994mg/L、38.7mg/L、76.3mg/L、8.8mg/L时，出水分别为17.8mg/L、6.9mg/L、16mg/L、1.27mg/L。利用A/O+SSMBR对小区生活废水进行处理试验，MBR与A/O工艺结合，强化脱氮，用气液混合泵曝气代替鼓风曝气，结果表明，进水COD_cr、NH₃-N、TN、TP平均值分别为733.1mg/L、23.3mg/L、54.6mg/L、15.2mg/L时，出水分别为19.3mg/L、6.13mg/L、10.6mg/L、3.88mg/L。用改良射流曝SSMBR工艺对生活污水进行处理试验，变鼓风曝气为间歇射流曝气，结果表明，进水COD_crNH₃-N、TN平均为407mg/L、21.2mg/L、41.5mg/L时，出水分别为11.5～30.7mg/L、3.9～10.2mg/L、10.1～17.8mg/L。论文对新型SSMBR问题进行了研究总结和展望，提出了今后研究的方向。