二沉池作为活性污泥工艺的重要构筑物，在污水处理过程中发挥着重要作用。连续流一体化生物反应器（CIBR）一体化的设计使得其沉淀区与一般二沉池的工作过程有较大差异。为了对CIBR整个系统的工作机理有更为深刻的认识，本文主要研究沉淀区的物质变化规律，建立颗粒物和溶解物变化模型，并以理论和实验的方法验证模型的可靠性。首先采用摄像的方法对上导流孔处污泥运动进行分析，以曲线拟合和正态分布的形式模拟得出污泥运动速度数学模型。然后针对CIBR沉淀区特殊的沉降过程，基于污泥颗粒离散化的思想，考虑污泥颗粒在水中受到的作用力，并以正态分布模拟的污泥运动速度作为初始条件，提出了一种新的模型描述其沉降过程，得出CIBR沉淀区以自由沉降为主，絮凝沉淀区域较小，基本不发生拥挤沉淀且不存在压缩沉淀的结论。最后以曲线拟合模拟的水流速度和溶解物浓度作为初始条件，以MATLAB作为模拟程序开发语言，编写程序模拟了沉淀区溶解物的变化规律，并以实验数据验证了程序的可靠性。模拟结果表明以溶解物浓度均值作为判断，该程序对磷酸盐有较好的模拟效果，硝态氮次之，氨氮相对较差；以溶解物浓度方差作为考察，得出氨氮、硝态氮和磷酸盐模拟效果相对较好的随机运动速度方差取值分别为7.5×A0、5.5×A0和4.5×A0。