廢水中常常含有自然沉降法不能去除的細微懸浮物和膠體污染物，對於這類廢水必須首先投加化學藥劑來破壞膠體和細微懸浮物在水中形成的穩定分散系，使其聚集為具有明顯沉澱性能的絮凝體，然後用重力法予以分離，這一過程包括凝聚和絮凝兩步驟，二者總稱為混凝。
凝聚是指使膠體、超膠體脫穩，凝聚為微絮體的過程，它包括膠體的脫穩，又包括顆粒的遷移和聚集;而絮凝則是微絮顆粒通過吸附、卷帶和橋連而更大的絮凝體的過程，它只包括顆粒的遷移和聚集。
投加的藥劑有無機多價金屬鹽類和有機高分子聚合物兩大類。前者主要由鋁鹽和鉄鹽，後者主要有聚丙烯醯胺及其變形物。我們常用的無機鹽有聚合氯化鋁和硫酸亞鐵，有機類的是聚丙烯醯胺(PAM)。 鋁、鐵鹽混凝劑的混凝機理十分複雜，簡單地說，是它們一系列離解和水解產物對水中膠體及細微懸浮物所具有的壓縮雙電層、電性中和以及吸附橋連和卷帶網捕作用的綜合結果。
鋁、鐵鹽混凝劑在水解過程中發揮以下三種作用：Al3+或Fe3+和低聚合度高電荷的多核絡離子的脫穩凝聚作用;高聚合度絡離子的橋連絮凝作用以及以氫氧化物沉澱形態存在時的網捕絮凝作用，以上三種作用有時可能同時存在，但在不同條件下可能以某一種為主。通常在PH偏低、膠體及細微懸浮物濃度高、投加量尚不足的反應初期，脫穩凝聚是主要形式;在PH較高、污染物濃度低、投加量充分時，網捕作用是主要形式;而在pH和投加量適中時，橋連和絮凝成為主要形式。
聚合氯化鋁(簡稱PAC)，又稱為鹼式氯化鋁或羥基氯化鋁。通過它或它的水解產物使污水或污泥中的膠體快速形成沉澱，便於分離的大顆粒沉澱物。PAC的分子式為[AL2(OH)nCl6-n]m，其中，n為1-5的任何整數，m為聚合度，即鏈節的的數目，m的值不大於10。PAC的混凝效果與其中的OH和AL的比值(n值大小)有密切關係，通常用鹼化度表示，鹼化度B=[OH]/(3[AL])X100%。B要求在40-60%，適宜的PH範圍5-9。
聚丙烯醯胺(簡稱PAM)，俗稱絮凝劑或凝聚劑，屬於混凝劑。PAM的平均分子量從數千到數千萬以上，沿鍵狀分子有若干官能基團，在水中可大部分電離，屬於高分子電解質。根據它可離解基團的特性分為陰離子型聚丙烯醯胺、陽離子型聚丙烯醯胺、和非離子型聚丙烯醯胺。PAM外觀為白色粉末，易溶於水，幾乎不溶於苯，乙醚、酯類、丙酮等一般有機溶劑，聚丙烯醯胺水溶液幾近是透明的粘稠液體，屬非危險品，無毒、無腐蝕性，固體PAM有吸濕性，吸濕性隨離子度的增加而增加，PAM熱穩定性好;加熱到100℃穩定性良好，但在150℃以上時易分解產中氮氣，在分子間發生亞胺化作用而不溶於水，密度：1.302mg/l(23℃)。玻璃化溫度153℃，PAM在應力作用下表現出非牛頓流動性。
陽離子、陰離子的PAM分別適用於帶陰、陽電荷的污水或污泥。生化法產生的活性污泥帶有陰電荷，應該使用陽離子型的。陰離子PAM用於帶有陽電荷污水或污泥，如處理鋼鐵廠、電鍍廠、冶金、洗煤及除塵等污水時的效果較好。非離子型的對於陽離子、陰離子都有較好的效果，但是，單價很貴，使處理成本增高。我廠二沉池的污泥用陽離子型的PAM較為合適。
絮凝池的作用是：使混凝劑加入原水中後，與水體充分混合，水中的大部分膠體雜質失去穩定，脫穩的膠體顆粒在絮凝池中相互碰撞、凝聚，最後形成可以用沉澱方法去除的絮體。
絮體長大過程是微小顆粒接觸與碰撞的過程。絮凝效果的好壞取決於下面兩個因素：一是混凝劑水解後產生的高分子絡合物形成吸附架橋的聯結能力，這是由混凝劑的性質決定的;一是微小顆粒碰撞的機率和如何控制它們進行合理的有效碰撞。
水處理工程學科認為，要想增加碰撞機率就必須增加速度梯度，增加速度梯度就必須增加水體的能耗，也就是增加絮凝池的流速，一方面，如果在絮凝中顆粒凝聚長大得過快會出現兩個問題：
(1)絮體長得過快其強度則減弱，在流動過程中遇到強的剪切就會使吸附架橋被剪斷，被剪斷的吸附架橋很難再連續起來，所以絮凝過程也是速度受限過程，隨著絮體的長大，水流速度應不斷減少，使已形成的絮體不易被打碎。
(2)一些絮體過快的長大會使水中絮體比表面積急劇減少，一些反應不完善的小顆粒失去了反應條件，這些小顆粒與大顆粒碰撞機率急劇減少，很難再長大起來，這些顆粒不僅不能為沉澱池所截留，也很難為濾池截留。
在投加混凝劑的反應前期，要儘可能增加藥劑與污水碰觸的機會，加大攪拌或流速。依靠水流與折板碰撞及水流在折板間多次轉折提高速度，使水中顆粒碰撞機會增加，使絮體凝聚。而到反應後期，為使速度梯度減小，可以得到較好的絮凝、沉澱效果。
構成加藥裝置的主要設備是：溶藥罐、儲藥罐、加藥攪拌器、加藥泵與計量等設備。具體規格型號(略)。
PAC配製時無特殊要求，配製溶液的重量比濃度一般為10-20%，應用時的投加量一般在200-300PPM左右(每升水中加入200-300mg的PAC)。
PAM的使用形態為0.1-0.2%水溶液，用自來水配製，配置時必須注意的是一定要將PAM均勻、分散的落在不斷攪拌的水中，並且要確保入水時都是分散的單獨顆粒，不形成團，不然，一旦形成大的顆粒團便很難繼續溶解了,形成了水包藥的大顆粒團。配製時要充分攪拌，使其溶解。配成的溶液容易水解，應在當天用完。
污水或污泥中加入PAM後要有效混合，混合的時間一般在10-30秒，一般不超過2分鐘。PAM的具體使用量與污水或污泥中的膠體、懸浮物的濃度、性質及處理設備等都有很大的關係，處理污水時的用量一般在3-10PPM之內，既每噸水加入3-10克，處理污泥時的用量要多一些，其最佳用量都要通過大量實驗取得。
根據最佳用量濃度(PPM1欲投加聚丙烯醯胺濃度)和進水流量(t/h)及所配置好的聚丙烯醯胺溶液濃度(PPM2配製的聚丙烯醯胺濃度)，可求出加藥泵流量計上的顯示數值(LPM)，即：進水流量(t/h)/60×PPM1欲投加聚丙烯醯胺濃度/PPM2配製的聚丙烯醯胺濃度。如，進水量=100t/h,最佳用量PPM1=10ppm,配製濃度為2‰(3Kg藥溶解在1.5t水中)，則，加藥流量指示應該調在100/60*10/2=8.3LPM刻度上。
MBR這種處理廢水的體系是由「膜分離」和「生化處理」聯合起來的。運用一體式膜生物反應器試驗裝備解決生活污水，結果出水水質穩定並優於生活雜排水回用規範。某污水處理廠運用MBR工藝，進水水質波動幅度比較大，但是其出水水質平穩，基本能達到《城市污水再生利用城市雜用水水質》(GB/T18920-2002)的規定。現在MBR技術重點用於中水回用、市區污水、工業污廢水等區域。
20世紀60年代末期，Dorr-Oliver組織開拓研發了首個辦公用的MBR，並且將它運到船舶污水處置。當時普遍使用分置式構型，目前實際工程多採用浸沒式MBR。20世紀80年代末，日本和美國相繼開拓了中空MBR工藝(浸沒式)。1985年到1995年期間Jhetford組織推廣出分置Cycle-Let工藝(多管式)，應用於美國廢水回用項目，我國MBR技術的發達雖然與較國外相比較起步晚，但最近幾年來MBR的探究應用和國外查不多同步，並且部分區域名列世界前茅。MBR技術是將生化反應與膜分離相結合，省去二沉池，由膜組件實行泥水分離。在MBR中，污泥停留時間（SRT）可以不依賴水力停留時間（HTR）而單獨加以控制，可保證硝化菌生長緩慢的微生物在系統中被完全保留，滿足硝化菌的生長周期。
在這十年中，MBR體系已經在解決我們生活污水、醫院廢水、垃圾滲濾液、高濃度、難降解的工業廢水中發揮了重要作用。MBR需實行預處理，大多數是與其他工藝聯合處理的形式。
交替式厭氧/缺氧-膜生物反應器(A-A/A-M)工藝可提高生活污水脫氮除磷效果。該工藝由一個交替缺氧/厭氧反應池和內置膜過濾單元的好氧池組成。通過好氧池底部回流污泥流向的改變，使得兩個獨立反應器(A和B)內依次形成缺氧和厭氧環境，實現同步厭氧釋磷、缺氧反硝化脫氮，及好氧吸磷、硝化、去除BOD等過程。好氧反應器進行連續曝氣減緩膜污染的進程，延長清洗周期。該工藝對COD、TN、TP的平均去除率分別達到93%、67.4%和94.1%。
A²/0+MBR技術是把過去的A²/0技術與MBR技術相結合，使它們的優點相互彌補，相互配合，能夠有效的排除主要污染物質。A²/0+MBR體系中發生的高污泥濃度不但減少了水力停留時間，且具有同步硝化反硝化、反硝化除磷等階段，就說是在C/N較低的前提下，也能確保優良的脫氮除磷效應。運用A2/0+MBR工藝處理市區污水，試驗證明：MBR池的污泥濃度達到 8.2g/L，CODCr、TN與氨氮的去除率分別達93.0%、78.5%和94.7%。
項目名稱傳統水處理工藝MBR工藝工藝組成預處理-生物反應池-沉澱池-混凝池-沉澱池-過濾-消毒-清水池預處理-MBR池-消毒-清水池建設要求不易實現模塊化設計，按最大設計能力一次性建成易實現模塊化設計，適於分期建設，節約投資場地要求受設置場所限制不受設置場所限制，地面式、半地下式和地埋式出水水質不符合國家現行一級A標準優於國家現行一級A標準占地面積大小剩餘活性污泥剩餘活性污泥產量大，污泥處理費用高剩餘活性污泥產量很小運行管理設備較多，管理複雜，發生故障的可能性較大，一般需要專業人員維護設備較少，流程簡單，易於實現全自動控制，運行穩定可靠，簡單培訓就可看管使用一般僅限於沖廁、道路清掃和城市綠化出水水質優良，可廣泛用於中水回用景觀水用水等
面對日益嚴格的污水排放和回用標準，很多現有污水處理廠的改建與擴容，規定不增大占地面積而增大處理水量，提升出水水質。雖然MBR的基建開支高於以往活性污泥法，易發生膜污染問題，但其占地面積小，有機物去除率高，還能夠強化脫氮除磷效應，保證水質優異，這使其在城市污水脫氮除磷應用中具有較大的潛力，也符合我國污水處理廠提標改擴造的要求。因此，MBR在水廠改擴建項目中發展前景良好。
與傳統的處理工藝相比，MBR工藝初期基建、維護管理費較高，通過MBR處理的污水，可以直接中水回用。在水資源緊缺的大背景下， 污水也是重要的水資源，今後對污水處理再利用的需求將會逐步提高。因此，MBR工藝也將會成為大規模污水處理廠的優選方案。目前， 國內正處於市政污水處理設施建設期，這也為MBR工藝提供了機會。綜上所述，MBR在處理城市污水、工業廢水、中水回用及污水處理廠改建和擴容等方面都具有廣闊的應用前景。
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