نیاز برای بهبود کیفیت خروجی فاضلاب های تصفیه شده روز به روز در حال افزایش می باشد. امروزه رشد جلبکی که اساسا در اثر فسفر و نیتروژن ایجاد می شود یکی از حیاتی ترین مشکلات می باشد. از طرفی با افزایش فشار بر منابع آب در سراسر جهان، لازم است که بازیافت و استفاده مجدد از خروجی فاضلاب مورد توجه قرار گیرد. در این راستا ارتقاء تصفیه فاضلاب بسیار مهم می باشد. اخیرا بیوراکتورهای غشایی (mbr) که از محبوبیت و توجه زیادی برخوردارند به عنوان یک فناوری امید بخش در تصفیه فاضلاب مطرح شده است. بیوراکتورهای غشایی دارای مزایای متعددی نسبت به سیستم های لجن فعال مرسوم، از جمله خروجی با کیفیت بالا و پایدار، سهولت بهره برداری، نرخ تولید لجن پایین، نیاز به فضای کم و حذف مطلق باکتری ها می باشند. تصفیه فاضلاب شهری شیراز برای مدت 318 روز در یک سیستم ترکیبی بیوراکتور غشایی به همراه یک استراتژی جدید و ابتکاری حذف مواد مغذی (نیتروژن و فسفر) در مقیاس پایلوت نیمه صنعتی در تصفیه خانه فاضلاب شیراز مورد مطالعه قرار گرفت. پایلوت ساخته شده در این مطالعه از دو حوضچه انوکسیک و بی هوازی با حداکثر حجم مفید کل 170 لیتر، یک حوضچه هوادهی به حداکثر حجم مفید 230 لیتر و یک حوضچه ممبرین به حجم 110 لیتر تشکیل شده است و یک غشا الیاف توخالی درون حوضچه ممبرین مورد استفاده قرار گرفت. 11 حالت مختلف از خطوط برگشت داخلی و خارجی و زمان ماندهای هیدرولیکی متفاوت حوضچه هوادهی از 2 تا 12 ساعت بر روی این پایلوت مورد آزمایش قرار گرفت. عملکرد هر یک از راکتورها در حذف فسفر و نیتروژن و مواد آلی و همچنین ظرفیت غشا بررسی شد. یک فلاکس ثابت 5/5 لیتر در ساعت به ازای سطح موثر غشا در خلا متوسط 3/0 اتمسفر بدست آمد. بازدهی سیستم در حذف مواد آلی در تمام دوره شدیدا پایدار و ثابت بود. به طوری که کاهش cod و bod به ترتیب به بیش از 0/95 و 0/99 درصد رسید. نیتریفیکاسیون پس از 15 روز از شروع راه اندازی سیستم به طور کامل انجام شد. و در تمام دوره (بجز زمان ماند هوادهی 2 ساعت) شدیدا پایدار و ثابت بود. و حذف بهینه فسفر و نیتروژن کل در آزمایشات مرحله دهم در سیستم انوکسیک-بی هوازی-بیو راکتور غشایی با تنها خط برگست خارجی به حوضچه انوکسیک با دبی برگشت 6 برابر دبی ورودی و اضافه نمودن سدیم استات به حوضچه بی هوازی انجام گرفت. ماکزیمم حذف نیتروژن کل و فسفر کل به ترتیب 2/91 و 0/92 درصد اندازه گیری شد. و در کل دوره غلظت مواد معلق خروجی سیستم تقریبا برابر صفر و میزان کدورت کمتر از ntu1 بدست آمد. بنابراین با توجه به کیفت بسیار بالای خروجی سیستم، به طور یقین می توان جهت مصارف متعددی در بخش های صنعت و کشاورزی از آن استفاده نمود.