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本论文在广泛和深入的文献调研和综述的基础上，进行了铸砂板模块动态膜过滤特性、铸砂板模块覆膜改性、活性污泥混合液中投加絮凝剂控制膜污染及铸砂板式膜生物反应器处理生活污水的中试等研究，在此研究的基础上，将实验室的研究结果应用于实际工程的优化设计并对该技术的工程应用进行了技术经济分析。
以铸砂板模块作为基材进行动态膜研究发现，其稳定通量仅在2-7L/(m2·h)，且运行周期短。研究表明，在恒压运行条件下，动态膜过滤过程可分为三个阶段：(1)第一阶段，膜孔堵塞模型：1nJ=-K1t+1nJ0；(2)第二阶段，过渡转换模型：1/J=1/J0+K2t；(3)第三阶段，泥饼过滤模型：1/j2=1/J02+K3t。以铸砂板模块作为动态膜基材，将产生严重的膜孔堵塞，且由于其孔隙率低导致膜有效过滤面积较小，因此，需要对其进行表面改性。
以50-100目为优化砂材粒径，以PVDF膜原液为优化覆膜材料和浓度，对铸砂板模块进行覆膜改性，研制出一种覆膜铸砂板式膜组件，膜的稳定运行通量达到15-20L/(m2·h)。
为了探索膜污染控制的机理和途径，进行了向活性污泥混合液中投加絮凝剂(Al2(SO4)3，FeCl3，聚合硫酸铁(PFS)，聚合氯化铝(PAC)，阳离子聚丙烯酰胺(PAM))的实验研究。在批处理实验中，对于标称孔径为0.2μm的微滤膜，粒径范围0.2μm至1.5μm的胶体物质被确定为膜污染的首要污染物。综合分析过滤比阻力、胶体TOC、pH值和污泥粒径分布，各种絮凝剂的优劣顺序为PAC>PFS>FeCl3>Al2(SO4)3>PAM。在长期运行实验中，分别向两个浸没式膜生物反应器中投加PAC和PFS，其控制膜污染的效果得到了进一步确定。在实验所涉及的絮凝剂中，PAC是控制膜污染最有效的絮凝剂，其最优投加量为1.0 mM Al。在此投加量下，混合液微生物活性及系统水处理效果并未受到明显影响，COD、BOD5和NH4+-N的去除率分别超过80％、95％和90％。絮凝剂的作用主要是通过减少胶体物质的量从而有效控制膜污染，由于粒径小于2.5μm的颗粒不能被仪器检测到，因此，目前所用仪器测定的污泥粒径分布结果不能作为膜污染影响的主要参考依据。
依托研制的新型膜组件构建新型铸砂板式膜生物反应器，并进行了污水处理中试研究。在16.15L/(m2·h)的条件下，中试系统运行可靠稳定。依据中试研究结果，进行了100t/d铸砂板式膜生物反应器市政污水处理及回用工程的设计和技术经济分析，结果表明，该处理系统占地面积为61.776m2，总投资34.45万元，工程建设吨水投资约为3445元/m3，运行费用为0.94元/m3。
铸砂板式膜组件因强度高、寿命长、减少有机膜材料用量，市场价格较低，相对于目前应用的有机膜生物反应器，铸砂板式膜生物反应器技术经济优势比较明显，具有实用价值和低碳经济潜在意义，具有进一步深入开发研究的必要性。