随着近年我国经济高速发展,城市规模不断扩大,人口剧增,随之而来的是污水排放量迅速增加。污水氮、磷元素排放量已经超过地表水体自净能力,使江河湖海水中逐渐形成富营养化环境。由于地表水体的富营养化,导致我国赤潮、水华等水灾害爆发频率由上世纪的年均数次提高到数十次,并且仍在不断增加中,对自然环境保护、水产养殖行业构成严重威胁。控制水体富营养化的最有效途径之一是减少城市污水氮、磷元素排放量。经过几十年的发展,目前已经有多种污水脱氮除磷工艺得到应用,但均存在各种各样的不足。随着环境保护要求的提升,城市污水排放标准也在提高,传统的污水脱氮除磷工艺已不能满足要求。膜技术由于其独特的优点近年来逐渐得到广泛关注,经过多年研究,依托膜技术的MBR工艺渐渐成为主流。本论文中,全面研究MBR工艺在城市生活污水脱氮除磷的应用特点。经过对比分析发现,单纯的MBR工艺处理城市生活污水具有良好的有机物和总磷去除效果,但脱氮效果不明显,通常仅能使氨氮转化为硝酸盐氮。因此,结合传统的污水脱氮除磷工艺,进行改进的MBR工艺研究。利用MBR工艺替代A2/O工艺中好氧段形成A2/O-MBR工艺处理城市生活污水可获得良好的脱氮除磷效果,但由于A2/O工艺自身缺陷的限制,A2/O-MBR工艺仍存在占地面积大、运行稳定性差、操作复杂等问题,亦不适用于中小规模污水处理;实际工程应用中可根据现有条件和处理规模选择合适改进的MBR污水处理工艺。MBR工艺应用中,广泛存在膜污染问题,本文针对膜污染防治和膜清洗再生进行了研究,提出了清洗再生方法,可实现受污染膜的再生和重复利用。