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本课题以雨污混合污水为研究对象，建立了小试和中试规模的一体式缺氧/好氧膜生物反应器工艺，考察了膜生物反应器的去除污染物的性能，同时进一步对膜生物反应器的膜污染进行了研究，最后系统介绍了膜生物反应器等一系列膜技术处理同济大学生态楼冲厕废水及部分雨水的示范工程。
在一体式缺氧/好氧膜生物反应器处理特性研究中，通过对小试和中试规模的膜生物反应器工艺运行特性的考察，得出以下结论：小试装置当进水CODCr值在55～420 mg/L之间波动时，CODCr总去除率在85％～100％之间，出水CODCr可达20 mg/L以下，膜的截留率在10％左右；氨氮进水值在10～40 mg/L，出水值在3 mg/L以下，总去除率维持在95％以上；总氮出水值在0.5～20 mg/L，总去除率基本稳定60％以上，但稍有波动。中试装置膜生物反应器系统对CODCr的去除率稳定在82％左右，出水CODCr也维持在30 mg/L以下；对NH+4—N的去除率稳定在90％以上；由于进水水量不稳定，所以TN去除率在10％～58％之间波动；出水满足《城镇污水处理厂污染物排放标准》(GB18918-2002)一级A标准。中试装置运行后期发生了严重的污泥膨胀，但是有机物和氨氮去除效果并没有受到影响。
在对膜生物反应器的膜污染现象的考察中，不仅对胞外聚合物测定的方法进行了优化，而且讨论了膜污染的影响因素及其防治。得出以下结论：超声法可以将EPS细分为LB和TB，较好地揭示膜生物反应器中的膜污染机理，EPS提取量较高，细胞破碎也较轻，可以作为胞外聚合物的理想提取方法。最佳的出水方式采用抽吸9分钟与抽停3分钟的模式。每周一次的在线清水反洗和每两周一次的低浓度(200 ppm)次氯酸钠在线反洗，可以有效的减小膜污染速率，延缓膜污染，延长膜的清洗周期。通过膜清洗优化试验得出，先用清水冲洗泥饼层再用低浓度次氯酸钠浸泡1小时，然后用1％柠檬酸浸泡1小时，高浓度次氯酸钠浸泡12小时，可使膜的通量恢复率达到99％，为最佳清洗方法。而单独酸洗12小时的膜通量恢复率仅为60％。通过膜阻力测定与分析，得出空膜阻力即新膜的固有阻力占总阻力的8％，浓差极化阻力和泥饼层阻力占总阻力的88％，内部阻力占总阻力的4％。运行稳定后的膜生物反应器内，SMP和LB高于曲阳污水厂污泥，TB各组分明显低于曲阳污水厂污泥，而SMP和LB是膜污染的主要物质，更容易引起膜污染。而膜表面凝胶层的SMP、LB和TB三种成分均比运行稳定后的膜生物反应器低。
在示范工程部分，得出以下结论：集装式MBR不但具有普通MBR出水水质好、占地面积小等特点，而且就地处理，非常适合小区及不能并入城市污水管网地区污水的处理和回用。在线混凝超滤工艺可以强化有机物的去除效果，确定FeCl37 mg/L，PAM0.35 mg/L作为本实验混凝剂投加量。保持膜通量64L/(m2·h)不变，在线混凝超滤工艺在运行的30个周期中，总压差上升1.0 kPa，平均每周期上升0.033 kPa，跨膜压差上升趋势减缓，膜污染速率降低。超滤作为反渗透工艺的预处理，对TOC、CODMn和LW254均有一定的去除效果，出水浊度稳定在0.3NTU，SDI＜4，满足反渗透进水SDI＜5的要求。但对电导率、总碱度和总硬度的去除效果不明显。反渗透处理工艺对TOC、电导率、CODMn、UV254、浊度、总碱度和总硬度的去除率分别达到93.95％、98.94％、90.69％、99.83％、93.41％、89.21％、97.94％。最终产水电导率≤10μS/cm，符合部分行业的纯水使用要求，应用前景广阔。后处理单元中通过混床对电导和硬度进一步去除，使最终出水可作实验室用水。整个系统按各功能区的作用，可以做到分质供水。