随着对废水的排放标准要求的不断提高以及水资源紧张等问题，膜生物反应器这一新兴的水处理技术得到人们越来越多的关注。表面活性剂的用量正在不断增长，由于它不易被生物降解，因此进入水体后易造成环境污染。本课题以表面活性剂废水(洗浴废水和自配水(含直链烷基苯磺酸钠，LAS))作为主要研究对象，建立了不同的膜生物反应器(传统膜生物反应器以及自生动态膜生物反应器)以考察膜生物反应器降解该种废水的特性，同时考察了传统膜生物反应器的膜污染特性，并将膜生物反应器工艺用于同济大学洗浴废水回用工程示范。在此基础上筛选了一株对LAS高效降解的菌株。 在传统浸没式膜生物反应器对表面活性剂废水降解特性研究中，首先对实验运行进行了优化设计，得出临界运行通量在15—17 L/(m2·h)区域范围，应以亚临界通量区的通量值运行。最优曝气强度应选择在450—550 L/m2·h之间。最优的出水方式为间歇式出水，且抽吸与抽停时间为12分钟和3分钟的模式，以延缓膜污染。利用水力停留时间(HRT)法对反应池的容积进行了计算，得出好氧池HRT=3.3 h。通过水质变化情况，生物活性以及分子生物学等实验论证，提出了与普通活性污泥法有所区别的膜生物反应器处理洗浴废水实验的“三阶段”概念，即污泥适应期、污泥稳定期和污泥成熟期。 在传统浸没式膜生物反应器的膜污染分析研究中，对膜污染的影响因素如跨膜压差的变化、活性污泥的粒径分布、料液粘度变化、膜阻力变化以及胞外聚合物变化进行了分析，并辅以扫描电镜观察膜污染的状况，得出膜污染的影响因素之间关系：膜阻力(R)与胞外聚合物EPSs关系表达式为R=0.00008(EPSs)2.9；与胞外聚合物EPSm关系表达式为R=0.285(EPSm)—0.82。混合液粘度与胞外聚合物EPSs关系表达式为ρ=0.8071(EPSs)+6.1719；与胞外聚合物EPSm关系表达式为ρ=—0.0052(EPSm)3+0.293(EPSm)2—3.975(EPSm)+44.803。研究认为，高的通量将易于产生膜污染甚至使膜污染加重，而且通量越高，膜污染的程度越重，长期积累在膜生物反应器中的溶解性的有机物质对膜污染的产生有一定的作用，从而对膜的过滤能力和膜生物反应器的运行具有一定的负面影响。分析得出膜阻力模型：R(t)=4.609x108(1+0.01t)0.5。膜阻力的分布为膜固有阻力Rm，浓差极化阻力Rp，泥饼层阻力Rc和内部阻力Ri所占膜总阻力的百分比分别为0.006％，20.15％，54.13％和25.72％．对膜面微生物的活动状态及膜面生物泥饼层演变过程进行了分析，同时对其中的活跃微生物进行了鉴别，对膜面“生物泥饼层”运用分子生物学的手段比对发现，菌种Pseudomonas sp．，Ochrobactrum anthropi sp．，Enterobacter sp．在膜面生物泥饼层中可能广泛存在，并在对膜污染贡献中扮演了重要角色。比较了投加活性炭、悬浮填料以及固定化微生物等到膜生物反应器中的延缓膜污染的方法，认为它们对延缓膜污染具有一定的效果，其延缓机理主要是对膜表面污染层的冲刷作用。膜的清洗方法研究表明，在进行膜清洗操作时，应先对污染膜进行水力清洗+机械清洗(海绵球擦洗)，之后进行化学清洗(酸洗)+超声清洗+化学清洗(碱洗)。通过水力、化学和超声清洗可使膜通量恢复95％以上。 在自生动态膜生物反应器运行研究中，首先对纱布、普通工业无纺布以及人造丝网进行材料比选，选择人造丝网作为膜材料。通过传统MBR延缓膜污染的启示，自行研制了一种新型复合式自生动态膜生物反应器(HSFDMBR)，即在一体式自生动态膜生物反应器中加入悬浮填料使之形成填料生物膜构成复合式自生动态膜生物反应器，采用平行实验(不加填料的SFDMBR)，比较分析了本反应器处理该种废水的特性。对曝气方式进行了选择，认为两边同时侧向曝气的水力冲刷效果明显优于单边侧向曝气。确定HSFDMBR填料填充比为40％，HRT=4h。氮素去除实验表明：碳氮比为9：1时，装置达到了较好的同时硝化反硝化(SND)效果。平行实验结果表明：由于填料上生物膜的存在相对抑制了HSFDMBR内活性污泥的活性，但由于两者的共同作用，对污染物的去除比SFDMBR单纯活性污泥要好。 在高效LAS降解微生物筛选及特性分析研究中，经反复驯化筛选出一株对LAS有较强降解能力的菌株，初步鉴定为假单胞菌(Pseudomonas sp．)。该菌的最适生长pH为7.5，温度为30℃，适应的LAS浓度为600mg/L。该菌对于各种环境条件包括温度、酸碱度、通气量以及金属离子的适应性较强，是一株良好的LAS降解菌，在废水处理中具有较好的应用前景。 将膜生物反应器用于同济大学学生浴室洗浴废水回用工程，结果表明，该示范工程具有节能、运行稳定等优点。运行近两年来，工程的膜组件在线清洗仅二次，离线清洗仅一次。该工艺延缓了膜的清洗时间，节约了药剂，出水满足《城市污水再生利用景观用水水质标准》(GB/T18921-2002)，节约了水资源。技术经济分析可知，不考虑设备折旧，则总运行成本约为0.72元/m3废水。