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通过增加缺氧段或将mbr按照缺氧一好氧的工况序批式运行。可将tn去除率提高到60％～80％。mbr还能够实现同步的硝化、反硝化。邹联沛等通过控制mbr内的do值实现了同步硝化反硝化，取得了氯氮95％的去除率和总氮92％的去除率。在膜一生物反应器中由于能够保持较高的污泥浓度，能够更好地在反应器内造成局部厌氧／缺氧的环境，从而实现在单一反应器内的同步硝化反硝化。但由于必须严格控制do保证菌胶团内的厌氧环境，或者保证反应器内的局部厌氧，同时又要保证较高的cod浓度，使其能进入菌胶团内部的厌氧区。或者保证反应器内好氧厌氧区的物质交换，因此在膜～生物反应器中同步的硝化反硝化的控制要求较高。
mbr工艺也存在问题：由于进行硝化的好氧池布置在最后，因此出水的总氮只能维持在一个相对低的水平，而无法再进一步的降低。而post-dn mbr(后置反硝化膜一生物反应器)工艺将好氧池提前到缺氧池之前，很好的改善了对硝氮的去除，使得总氮的去除率保持在一个较高的水平，但也由于提前的好氧区会消耗掉进水中降解的c od，使得聚磷菌首先进入好氧池，进行好氧聚磷，而削减了反硝化聚磷的比例，没有实现整个装置的经济运行，也使得出水的总磷略高于p re～dn mb r工艺。

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