以往生物活性污泥水处理工艺中，污泥与污水的分离是在沉降池中通过重力沉降实现的，设备占地面积大，分离效率低。此外，由于水力运行的不稳定性和负荷的波动，污泥的沉降性能会发生变化，影响二沉池的沉降效果，运行不当会导致出水污泥流失，使出水水质变差，降低曝气池污泥浓度，影响后续水处理效果。
使用超滤膜物理分离技术更换过去的二沉池设备，不但有效去除悬浮物，提高出水质量，而且有效阻断生物池二沉池中无法截留的游离菌和大分子有机物，特别是那些增长缓慢的细菌，由于膜截留而在曝气池中富集，增加了它们与污泥的接触时间。从而提高了有机物、氮、磷的去除率。
超滤膜分离活性污泥法的工艺原理：对废水进行预处理，进入曝气池，曝气池中曝气处理后，通过增压泵将活性污泥混合物送入膜模块(膜组件也直接浸入曝气池，混合液通过真空泵吸入进入膜模块)，部分水通过膜表面被称为处理出水进入后一级处理过程。剩余的污泥浓缩物通过回流泵(或直接)返回到曝气池。曝气池中的活性污泥在膜组件分离下通过去除有机污染物而增殖。当浓度超过某一浓度时，必需定期从储罐排出一部分污泥。
作为一种新的处理方法，超滤膜分离活性污泥法比传统的生物处理方法具有更好的处理特性和效果，优点有：
1.高质量的处理效果，并能出水水质的稳定性。
2.节约能耗，提高曝气强度。
3.该装置结构紧凑，占地面积小。
4.高浓度有机废水的处理。
5.剩余活性污泥数量减少。
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