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幾乎所有的傳統脫氮除磷工藝都被應用到了MBR工藝中，如AO、A2O、SBR等，這些傳統工藝中遇到的技術問題同樣會在MBR脫氮除磷工藝中出現。AO或者A2O及其變形強化工藝是眾多應用在MBR脫氮除磷工藝中處理效果最為突出，運行管理最為方便，也是最穩定可靠的一類。以下將介紹多種形式的MBR脫氮除磷組合工藝。
1、【A2O-MBR工藝】 在該工藝中設置有兩段回流，一段是膜池的混合液回流至缺氧池做到反硝化脫氮，另一段是缺氧池的混合液回流至厭氧池，做到厭氧釋磷。傳統的生物脫氮工藝通常採用前置反硝化或後置反硝化來做到氮的去除，而設置了厭氧、缺氧和好氧反應器的A2O工藝則可以做到同步除碳和脫氮除磷功能。
A2O-MBR工藝中高濃度的MLSS、獨立控制的水力停留時間和污泥停留時間、回流比及污泥負荷率等都會產生與傳統A2O工藝不同的影響，具有較好的脫氮除磷效率。由A2O工藝與膜分離技術結合而成的具有同步脫氮除磷功能的A2O-MBR工藝，可進一步拓展MBR的應用范疇。
2、【A2O/A-MBR工藝】
A2O/A-MBR工藝是一種強化內源反硝化的新型工藝，該工藝利用FR-MBR膜截留高濃度活性污泥和生物多樣性來強化脫氮除磷效果，工藝流程依次為厭氧、缺氧、好氧、缺氧和膜池。A2O/A-MBR工藝是針對進水碳源不足，而同時又有較高脫氮要求的污水處理項目所開發，也是強化脫氮的MBR脫氮處磷工藝。
該工藝在普通A2O工藝後再設一級缺氧池，在利用進水快速碳源完成生物除磷和脫氮後，再利用第二缺氧池進行內源反硝化，進一步去除TN，之後，再利用膜池的好氧曝氣作用保障出水。
3、【3A-MBR工藝】
該工藝的內部流程依次是第一缺氧池、厭氧池、第二缺氧池、好氧池和膜池，膜池混合液分別回流至第一缺氧池和第二缺氧池。3A-MBR工藝合理地組合了有機物降解和脫氮除磷等各處理單元，協調了各種生物降解功能的發揮，達到了同步去除各污染指標的目的，具有較高的推廣應用價值。
3A-MBR是依據生物脫氮除磷機理，結合膜生物反應器技術特點而形成的具有高效脫氮除磷性能的新型污水處理工藝。其基本原理是，膜生物反應器內FR-MBR膜截留的高濃度硝化液和高濃度活性污泥經過回流系統形成良好的缺氧、厭氧條件，做到系統的高效脫氮除磷。
第一缺氧池利用進水碳源和回流硝化液進行快速反硝化，接著混合液進入厭氧池進行厭氧釋磷，減少了硝酸鹽對釋磷的影響，第二缺氧池再利用污水中剩餘的碳源和回流的硝化液進一步反硝化脫氮，好氧池內同步發生有機物降解、好氧釋磷和好氧硝化等多種反應，徹底去除污水中的污染物，混合液再a經膜過濾出水，做到了對污水中有機物和氮磷的去除。
4、【AO-MBR】 A/O法即為厭/缺氧、好氧生化處理法，是國外20世紀七十年代末開發出來的一種污水處理新技術工藝，它不僅能去除污水中的BOD5、CODcr而且能有效的去除污水中的氮化合物。
A段池又稱為缺氧池，或水解池。水解的機理從化學的角度來說，盡大多數化合物在一定條件下與水接觸都會發生水解反應，水解反應可使共價鍵發生變化和斷裂，即化合物在分子結構和形態上發生了變化。生物水解是靠生物酶的催化作用而加速反應的，在有酶條件下的催化反應速度要比無酶條件下高出108-1011倍。
生物水解就是指複雜的有機物分子經加水在缺氧條件下，由於水解酶的參與被分解成簡單的化合物的反應，生物水解反應實際上包括了水解和酸化兩個過程，酸化可使有機物降解為有機酸。最後再進入好氧MBR膜池進行好氧生作用，並通過膜組件來截留活性污泥。
5、【A(2A)O-MBR工藝】
生物脫氮所用碳源一般有3類：原水碳源、外加碳源和內源碳源。利用原水碳源的前置反硝化工藝一般總氮去除率不高，如果要進一步提高脫氮效率，則需要外加碳源進行反硝化。
A(2A)OMBR工藝生物池兩段缺氧的設計正是借鑒了這個原理。生物反硝化需要有機碳源作為電子供體，用於產能和細胞合成。有關研究發現污泥中含有的碳水化合物(50.2%)、蛋白質(26.7%)、脂肪(20.0%)均屬於慢速可生物降解碳源，如果將這些物質轉化為易生物降解碳源用於脫氮系統。
A(2A)O-MBR工藝是兩段缺氧A2O工藝與MBR工藝的結合，其特點是在傳統的A2O工藝中設置了兩段缺氧區（缺氧區Ⅰ和缺氧區Ⅱ），在第一缺氧區內從好氧區回流的NO3-完全被還原，做到完全反硝化；而在第二缺氧區內做到內源反硝化，節省外加碳源的投加，則可大大提高污水的生物脫氮效率，同時避免了外加碳源，節約運行費用，因此具有很高的價值，下圖為在MBR膜池內的高抗污染FR-MBR膜組件。
6、【SBR-MBR工藝】
SBR池
該工藝集進水、厭氧、好氧、沉淀於一池，不但可以為做到生物脫氮除磷提供條件，還可以靈活變換運行方式以適應不同類型污水的處理要求，便於自動控制等。此外，SBR式的工作方式為除磷菌的生長創造了條件，同時也滿足了脫氮的需要，使得單一反應器內做到同時高效去除氮磷及有機物成為可能。與傳統SBR系統相比，SBR-MBR在反應階段利用膜分離排水，可以減少傳統SBR的循環時間。
將SBR與MBR相結合形成的SBR-MBR工藝，除了具有一般MBR的優點外，對於膜組件本身和SBR工藝兩種程序運行都互有幫助。序批式反應器（SBR）作為一種改良型的活性污泥處理工藝，利用時間上的推流代替空間上的推流，即以時間換空間的概念。
由於膜組件的截留過濾作用，反應中的微生物能最大限度地增長，利於世代時間較長的硝化及亞硝化細菌的生長繁殖，因此，污泥的生物活性高，吸附和降解有機物的能力較強，同時也具有較好的硝化能力。同時，序批式的運行方式可以延緩FR-MBR膜污染。
