mbr对悬浮固体（ss）浓度和浊度有着非常良好的去除效果。由于膜组件的膜孔径非常小（0.01～1μm），可将生物反应器内全部的悬浮物和污泥都截留下来，其固液分离效果要远远好于二沉池，mbr对ss的去除率在99%以上，甚至达到100%；浊度的去除率也在90%以上，出水浊度与自来水相近。
由于膜组件的高效截留作用，将全部的活性污泥都截留在反应器内，使得反应器内的污泥浓度可达到较高水平，最高可达40～50g/l.这样，就大大降低了生物反应器内的污泥负荷，提高了mbr对有机物的去除效率，对生活污水cod的平均去除率在94%以上，bod的平均去除率在96%以上。
同时，由于膜组件的分离作用，使得生物反应器中的水力停留时间（hrt）和污泥停留时间（srt）是完全分开的，这样就可以使生长缓慢、世代时间较长的微生物（如硝化细菌）也能在反应器中生存下来，保证了mbr除具有高效降解有机物的作用外，还具有良好的硝化作用。研究表明，mbr在处理生活污水时，对氨氮的去除率平均在98%以上，出水氨氮浓度低于1mg/l.
此外，选择合适孔径的膜组件后，mbr对细菌和病毒也有着较好的去除效果，这样就可以省去传统处理工艺中的消毒工艺，大大简化了工艺流程。
在城市污水或工业废水处理中，传统的处理工艺（格栅+沉砂池+初沉池+曝气池+二沉池+消毒池）流程较长，占地面积大，而出水水质又不能保证。而mbr工艺（筛网过滤+mbr）则因流程短、占地面积小！处理水量灵活等特点，而呈现出明显优势#mbr的出水量根据实际情况，只需增减膜组件的片数就可完成产水量调整，非常简单、方便。
对于传统的活性污泥法工艺中出现的污泥膨胀现象，mbr由于不用二沉池进行固液分离，可以轻松解决。这样，就大大减轻了管理操作的复杂程度，使优质！稳定的出水成为可能。
另外，在do浓度较低时，在菌胶团内部存在缺氧或厌氧区，为反硝化创造了条件。仅采用好氧mbr工艺，虽然对tp的去除效率不高，但如果将其与厌氧进行组合，则可大大提高tp的去除率。研究表明，采用a/o复合式mbr工艺，对tp的去除率可达70%以上。
剩余污泥的处置问题，是污水处理厂运行好坏的关键问题之一#mbr工艺中，污泥负荷非常低，反应器内营养物质相对缺乏，微生物处在内源呼吸区，污泥产率低，因而使得剩余污泥的产生量很少，srt得到延长，排除的剩余污泥浓度大，可不用进行污泥浓缩，而直接进行脱水，这就大大节省了污泥处理的费用。有研究得出，在处理生活污水时，mbr最佳的排泥时间在35d左右。
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