隨著化肥、農(nóng)藥、洗滌劑的普遍應(yīng)用，廢水中氮磷含量顯著增加。傳統(tǒng)的污水生化處理和水體的自凈作用不能有效去除氮磷，氮磷的過量排放已經(jīng)導(dǎo)致水體富營養(yǎng)化現(xiàn)象日趨嚴(yán)重。目前越來越多的國家和地區(qū)制定了嚴(yán)格的氮磷排放標(biāo)準(zhǔn)。在此情形下，發(fā)展可持續(xù)污水處理工藝顯得勢在必行。所謂可持續(xù)污水處理工藝就是不僅要滿足排放標(biāo)準(zhǔn)，更要考慮污水的資源化和能源化，朝著最小的C0D氧化，最低的CO2排放，最少的剩余污泥量以及實(shí)現(xiàn)磷回收和處理水回用等方面努力。這就要求開發(fā)出以低能量消耗(避免出現(xiàn)污染轉(zhuǎn)移現(xiàn)象)，少資源損耗為前提的新型污水處理工藝。

MBR是近年來將傳統(tǒng)的污水生物處理技術(shù)與高質(zhì)量的膜分離技術(shù)相結(jié)合而發(fā)展起來的污水處理新技術(shù)。將MBR應(yīng)用于污水處理中，具有以下幾個(gè)特征：

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1.能高效地進(jìn)行固液分離，其分離效果比傳統(tǒng)沉淀池要好，且占地少，通過膜分離裝置所獲得的水質(zhì)很好.可以直接再利用。

2.使生物反應(yīng)器能保持高濃度的徽生。膜分離裝置能阻止高分子量的有機(jī)物和懸浮物向系統(tǒng)外流失，使參與反應(yīng)的微生物完全保持在生物反應(yīng)器內(nèi)，這對于截留世代時(shí)間較長的微生物尤其有利。

3.膜可以阻留許多分解速度較慢的大分子難降解物質(zhì)，通過延長其停留時(shí)間而提高對它的降解效率。

4.到余污泥產(chǎn)量小，污泥處理費(fèi)用少。

5.易于實(shí)現(xiàn)自動化、操作管理方便。

與傳統(tǒng)的脫氮除磷工藝相比，MBR脫氮除磷工藝是一種新興的工藝，由于膜的截留作用，污泥的停留時(shí)間不依賴于水力停留時(shí)間而單獨(dú)加以控制，因此較長的污泥停留時(shí)間可以保證硝化菌等生長速度緩慢的微生物被完全保留，也使系統(tǒng)的運(yùn)行管理更容易，而且膜的應(yīng)用可使處理系統(tǒng)保持高生物濃度，允許系統(tǒng)處理高濃度污水，有著容積負(fù)荷高，抗沖擊負(fù)荷能力強(qiáng)。出水穩(wěn)定，結(jié)構(gòu)緊湊等傳統(tǒng)工藝無法比擬的優(yōu)勢。

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國內(nèi)外的大量研究證明，在MBR的活性污泥中存在著反硝化聚磷菌，而且通過創(chuàng)造厭氧、缺氧交替的環(huán)境可以使反硝化聚磷菌得到富集。1992年，Takahiro利用固定生物膜反應(yīng)器進(jìn)行了試驗(yàn)研究。結(jié)果表明胙為氧化劑NO3-和氧氣在除磷系統(tǒng)中起著相同的作用，而且通過創(chuàng)造厭氧、缺氧交替的環(huán)境可篩選出以NO3-為電子受體的聚磷菌優(yōu)勢菌屬即DPB。王寶貞等研究證明，在MBR的活性污泥中存在著反硝化除磷菌中（DPB)，它們在缺氧條件下進(jìn)行反硝化脫氮的同時(shí)攝取磷。

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在可持續(xù)發(fā)展經(jīng)濟(jì)模式下，污水處理領(lǐng)域也提出了綠色可持續(xù)污水處理的新概念。在水污染日益嚴(yán)重、水資源日益緊張的今天，給予MBR工藝出水水質(zhì)優(yōu)異，可以達(dá)到直接回用的標(biāo)準(zhǔn)，而且污泥產(chǎn)率低，便于自動控制等優(yōu)點(diǎn)。

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