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，具有以下幾個特征：

1. 能高效地進行固液分離，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，污泥處理費用少。

5.易于實現(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，污泥的停留時間不依賴于水力停留時間而單獨加以控制，因此較長的污泥停留時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，有著容積負荷高，抗沖擊負荷能力強。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)器進行了試驗研究。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行反硝化脫氮的同時攝取磷。

在可持續(xù)發(fā)展經(jīng)濟模式下，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。

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