本论文从我国水资源短缺、污水量增多、水资源及环境遭受日益严重的破坏现状入手，提出污水处理及回用是最佳的解决办法。废水生物处理作为水污染防治和走水资源可持续发展、落实科学发展观的重要工程技术手段，对保护水资源和缓解水资源短缺难题具有重要的作用。 本论文针对传统氧化沟生物处理系统在实际运行中存在的问题提出在原有氧化沟处理工艺的基础上，填加生物填料，组合成复合式氧化沟(HOD)进行模型试验。 通过比选，首先确定了填料类型，BCZ型组合填料是比较适合本研究的一种填料，在四种填料中，其比表面积最大，空隙率也非常高，抗冲击负荷能力较强，另外此种填料周围毛状物挂膜后在水中可自然下垂随水流飘动，容积负荷高，挂膜快等。 然后对复合式氧化沟(HOD)工艺处理城市污水的效能、影响因素、特点等进行了研究，获得可以用以指导工程实践的设计和运行控制技术参数。 本论文研究了水温、pH值和碱度、溶解氧、污泥龄和填料形式对污染物降解的影响，分析认为，HOD适宜的工艺参数为：温度维持在20℃～35℃，pH值6.8～8．0，好氧区DO>2mg/l、缺氧区DO<1mg/L，污泥龄30d～50d，HRT15～25h。 研究认为复合式氧化沟具有去除效率高、有机负荷高、抗冲击负荷能力强、生物相丰富、不会产生污泥膨胀、污泥上浮等问题。在污染物处理总量相同的情况下，与常规的氧化沟工艺相比，将节省工程投资、省占地和运行费用，具有很好的应用前景。