針對MBR過程存在的膜污染及高能耗問題，開發(fā)了多種基于MBR的新型工藝，包括氣升循環(huán)分體式膜生物反應(yīng)器、兩相厭氧管式MBR、SMBR、ANAMOX-SMBR等；從水動力學(xué)和生化反應(yīng)動力學(xué)入手，構(gòu)建了面向好氧膜生物反應(yīng)器的計算流體力學(xué)-活性污泥法（CFD-ASM）耦合模型，實現(xiàn)了從實驗室小試-中試（500m3/d 生產(chǎn)規(guī)模（15萬m3/d）的 MBR 模擬與優(yōu)化，并應(yīng)用于大型再生水廠優(yōu)化運行；開發(fā)的氣升循環(huán)分體式膜生物反應(yīng)器已實現(xiàn)40余項的工程項目應(yīng)用；開發(fā)的兩相厭氧管式MBR有效解決了淀粉廢水、印刷廢水、畜禽養(yǎng)殖廢水等高濃度廢水的處理問題，實現(xiàn)了10余項工程應(yīng)用或中試示范；提出了厭氧消化過程的三元 pH 緩沖體系形成理論，據(jù)此開發(fā)了 Biogas-pH 聯(lián)合反饋控制的高效低耗厭氧膜生物反應(yīng)器，并應(yīng)用于我國綠航星際 4 人 180 天受控生態(tài)生保系統(tǒng)集成試驗 載人航天地基密閉試驗。該成果可應(yīng)用于生活廢水、高濃度有機物廢水等的處理，具有廣闊的應(yīng)用前景，目前已有40多個實際工程應(yīng)用，獲得過國家科技進步二等獎等獎勵。
