膜组件的性能与成本是制约膜生物反应器(MBR)技术推广应用的关键因素,本文以研究开发高效、经济的新型膜组件为出发点,重点论述了有关膜组件开发设计的内容,在此基础上设计了两个新型的可气冲外压柱式中空纤维膜组件(组件Ⅰ和改进设计的组件Ⅱ),并分别对其开展了试验研究。以下是主要试验结果:通过清水通量试验得出:在试验选定的条件下(循环流量为1m~3/h、1.5m~3/h、2m~3/h),膜的清水比通量随着循环流量的增加呈现了逐渐降低的趋势。采用“通量阶式递增法”分别考察了两个组件在各自试验工况条件下的临界通量,结果表明:增加曝气量、提高循环流量能够不同程度的提高临界膜通量;曝气量大小对临界通量的影响程度要高于循环流量对临界通量的影响程度;当曝气量远小于循环流量时,临界通量值会显著降低。通过对组件引入在线反清洗技术试验,考察了膜组件的运行稳定性,优化了操作运行条件。针对组件Ⅰ分析得出:加入在线反清洗后,膜组件在次临界通量区能够实现稳定运行,在临界通量区不能实现稳定运行;针对组件Ⅱ,采用正交试验的方法,对加入在线反清洗后的运行操作条件进行了优化,得出结论:在本试验条件下,膜组件以循环流量1m~3/h,曝气量1.5m~3/h,出水10min,反洗10s的操作条件运行较为经济合理。通过连续运行试验,考察了两个组件连续运行时的膜污染特性。结果表明:在选定的运行条件下,组件Ⅰ和组件Ⅱ均能够实现稳定运行;在运行时段内其跨膜压差(Transmembrane Pressure,TMP)平均上升速率分别为1.3153kPa/d和1.3207kPa/d。比较了两个组件的一些主要设计参数、试验现象以及试验结果。综合分析认为:组件Ⅱ的通量特性、经济性、抗污染性均优于组件Ⅰ。