膜生物反应器(MBR)是一种将生物处理技术和膜分离技术相结合的污水处理与回用技术,得到了广泛的研究与应用。然而MBR运行中能耗过高的问题,一直阻碍着该工艺在污水处理领域的深入应用与推广。从环境工程水处理的应用角度来看,降低MBR运行能耗始终是该工艺研究与发展的一个热点,更加节能高效的膜生物反应器工艺将会不断被开发研究。　　 本研究综述了膜生物反应器(MBR)低能化研究进展,针对膜生物反应器用于污水处理时普遍能耗过高的现象进行了深入调研,以吨水能耗(kWh/m3)和单位COD去除能耗(kWh/kgCOD)两种指标量化比较分析了MBR在城市污水、高浓度难降解工业废水和公共敏感卫生区域3种废水处理中的能耗状况与运行成本,总结了MBR能耗构成、原因,对其节能措施和对策进行了讨论。在上述研究基础上提出了一种新型低能耗推流式膜生物反应器工艺,该工艺利用表面曝气结合微孔曝气进行供氧,利用潜水推流器进行膜冲洗,开展了该工艺处理生活污水和低浓度污水的实验室规模研究,并据此进行了技术经济分析。主要研究内容与结果包括:　　 (1)MBR工艺处理城市污水时的能耗高于常规工艺。MBR的吨水能耗值大多分布在0.45kWh/m3～0.91kWh/m3之间,单位COD去除能耗为1.40kWh/kgCOD～2.76kWh/kgCOD,而常规处理工艺的吨水能耗为0.24 kWh/m3～0.37kWh/m3,单位COD去除能耗为1.01kWh/kgCOD～1.54 kWh/kgCOD。在处理不同浓度有机物废水时,两种工艺的吨水能耗随COD浓度增大均呈上升趋势；随COD浓度增大两种工艺的COD去除能耗呈下降趋势；存在一个约为1097mg/L～1808mg/L的COD浓度范围,当进水COD浓度低于该范围时,MBR工艺处理能耗高于常规工艺,高于该范围时,MBR工艺处理能耗同比更低；因此MBR工艺在处理高浓度污水时具有较高的能效和良好的技术优势。　　 (2)新型推流式膜生物反应器工艺研究。试验结果表明,该工艺处理典型生活污水时COD去除率较高(平均去除率为93.3％),但由于系统的设计水深较浅,流道较长,氧传质效果较差,导致系统混合液溶解氧浓度过低,对于氨氮、总氮、总磷的脱除效果不好；因此需进一步优化曝气单元和反应器各项参数,使膜生物反应器单元内形成厌氧-兼氧-好氧区,从而可实现脱氮除磷。对系统内混合液性质、膜通量与膜污染阻力监测发现,以推流器代替鼓风曝气擦洗膜表面,同样可以达到减缓膜污染的目的,验证了该工艺在减缓膜污染方面具备可行性。将本工艺应用于较低浓度生活污水处理中,发现此时污水的脱氮除磷效率有很大提高,出水满足排放标准,因此提出了本研究工艺一个可能的应用方向,即较低浓度点源污水处理。　　 (3)对本工艺在市政污水处理回用工程中的应用进行了技术经济分析。结果表明,该新型推流式膜生物反应器的吨水能耗与COD去除能耗低于目前广泛应用的常规曝气冲刷膜生物反应器。