通过对目前国内外适合农村社区与城镇社区污水处理的工艺、关键技术、一体化设备及其工程应用的综合分析,针对现行污水处理工艺的特点,并结合社区污水处理的实际情况,华中科技大学在“十五”863课题的专利成果“一体化生物脱氮除磷反应器(IBR)”的研究基础上,采用潜水射流曝气技术,有机耦合自清洗过滤技术,开发了FIBR一体化污水处理新工艺,并研制出FIBR一体化污水生物处理设备。该设备由IBR生物反应池、双层煤-砂过滤池、潜水射流曝气器、搅拌器、电控系统组成。该文在国内外一体化工艺研究基础之上,结合课题组以前的研究成果,详细分析了FIBR中各单元工艺构型、工艺特点、污染物去除机理及其控制因子,探讨了实现工艺正常运行的关键技术及原理;考察了一体化FIBR生物反应器的运行方式,分析了不同的曝气/搅拌/静沉周期对工艺氮、磷和有机物去除的影响;考察了DO、ORP和pH在该工艺脱氮除磷过程中的变化规律,并探讨它们作为过程控制参数的可行性,通过水质在线监测仪,对FIBR的厌氧、好氧、缺氧3个阶段进行监测和反馈,实现FIBR脱氮除磷工艺的自动控制,以达到满意的运行状况和理想的处理效果;探讨了FIBR的工艺设计计算方法,确定了生化区、三相分离区、沉淀区、过滤区的工艺参数,为FIBR的工程应用提供了设计依据;介绍了FIBR工艺在武汉市蔡甸区新农村杨湾还建小区污水处理示范工程中的应用情况,技术经济分析表明,FIBR是一种高效低耗、管理操作简便、应用灵活的一体化反应器,适宜于新农村社区污水处理,具有良好的应用前景。