近年来膜生物反应器(MBR)被广泛应用于生活污水和工业废水处理领域。MBR运行过程中生物处理和膜分离过程的条件控制对工程运行效果及膜通量产生显著的影响。迄今为止,基于规模化MBR工程的过程优化及膜污染控制方面的研究鲜见报道。本文以目前我国较大型的MBR工艺污水处理厂为研究对象,应用计算机仿真模拟的方法研究了生化处理部分的运行条件;采用生产性实验方法研究了膜池的运行条件,再利用SEM和EDX检测方法对膜污染特性进行分析研究的基础上探讨了污染膜的清洗方法。得到了以下结论:生化池的优化控制方案为:好氧池DO宜为0.8 mg/L;缺氧厌氧配水比为0,膜池回流比为200%,好氧池回流比为250%,缺氧池回流比为50%;HRT应控制在7.5 h左右,超水量运行不得超过125000 m~3/d;泥龄应控制在25 d。将优化方案在实际生产中应用,得到TP去除率上升6%,TN去除率上升15%,氨氮去除率上升3%的效果。膜池的优化控制方案为:对膜前进水中纤维、毛发、溶解性有机物的处理对膜污染控制十分重要;曝气强度在1.5-2 m~3/m~2.h条件下为宜,其中1.71 m~3/m~2.h为最佳曝气强度;膜正常情况下的临界膜通量为20 LMH,不宜超出;最佳的抽停比为9:1,即每10 min中,产水9 min,停置1 min。对膜污染物的分析发现,膜丝内外表面均有污染。外表面污染以有机物为主,内表面污染则为有机物和无机结垢物共同存在。维护清洗方案优化为:用浓度为200 ppm的NaClO清洗,反洗周期宜为24 h,药剂浸泡时间为20 min,反洗时间为0.5 min;恢复清洗方案优化为:先采用0.5%NaClO+0.3%NaOH碱洗,浸泡4 h,再用0.3%柠檬酸酸洗,浸泡2 h,必要时采用0.2%十二烷基苯磺酸浸泡4 h对油污进行去除,最终膜透水性恢复值近乎99%。MBR工艺在大型市政污水处理厂中的应用与生物反应池和膜池的运行条件控制密切相关,采用经过优化的工艺运行方案及膜清洗方案,可确保大规模MBR工程的高效、稳定运行。