目前，对城市污水的处理主要采用生物化学法，包括活性污泥法和生物膜法。生物膜法是通过在载体上附着的生长的微生物对污染物进行净化，与活性污泥法相比，它具有微生物相多样化，食物链长，能够存活世代时间较长的微生物；微生物数量多，处理能力强，净化功能显著提高；污泥沉降性能良好，易于固液分离；剩余污泥产量少，能降低污泥处理与处置费用；耐冲击负荷，对水质、水量变动有较强的适应性，能处理低浓度污水；易于运行管理，减少污泥膨胀问题的优点。传统生物膜污水处理工艺包括生物滤池、生物转盘、生物流化床和生物接触氧化，移动床生物膜反应器是在传统生物膜工艺基础上发展出来的新工艺，具有不发生堵塞、不需要反冲洗、能够连续运行、在不提高反应器容积的条件下能够大幅度提高污泥浓度，并且可以方便、简单地应用于现有污水厂改造的优点。多级A/O工艺将A/O工艺和分点进水方式相结合，具有无需硝化液内回流、能充分利用碳源等优点。本工艺将移动床生物膜反应器和多级A/O工艺结合，考虑到自养型硝化菌和异养型反硝化菌时代时间的差异，在好氧区投加悬浮填料，有利于自养硝化菌的生长。悬浮填料的选择非常重要，应满足水力学性能良好、机械性能较高、生物、化学及热力学性质稳定、有利于生物膜的附着、比重适中、成本低廉的要求。本试验对反应器的挂膜启动进行了研究，分析了不同工况下COD、氨氮、TN、TP的去除效果，并对反应器内污泥的生物量、氧吸收速率、表观形态、污泥减量效果和菌群结构进行了分析。本试验在29天左右完成反应器启动，生物膜量在闭路循环法挂膜培养16天之后达到920mg/L左右，同时活性污泥达到1935mg/L，反应器内MLVSS/MLSS为0.85左右。分四种工况对污染物去除效果进行分析，工况1进水分配比为6:3:1，缺氧区好氧区容积比1:2，设计SRT为13d，设计HRT为8h，填料投加比为40%，污泥回流比为100%，工况2进水分配比为5:3:2，缺氧区好氧区容积比1:2，工况3进分配比为4:3:3，缺氧区好氧区容积比2:3，工况4进分配比为5:3:2，缺氧区好氧区容积比2:3，其它参数与工况1相同。四种工况COD、氨氮去除效果好，平均出水浓度能够达到一级A标准；工况4对TN的去除效果最好，平均出水浓度达一级A标准；四种工况的对TP有一定的去除效果。对不同工况在同化、氧化、硝化、反硝化和除磷方面的碳源分配进行估算，工况4用于脱氮的COD比例最高，为35.91%，对碳源利用最佳，工况1条件下用于氧化的COD比例过高，为48.09%，浪费了碳源。各工况下用于除磷的COD比例都较低，仅为3.05%~4.00%，用于除磷的碳源利用不充分，这也是各工况除磷效果不佳的原因之一。反应器沿程悬浮污泥浓度和生物膜量呈逐级降低的趋势。生物膜表面有大量形成致密网状的丝状菌、被粘性胞外聚合物包裹的球状菌、向生物膜内部延伸的孔洞结构。悬浮污泥的氧吸收速率（OUR）总体呈现缺氧区增加、好氧区降低的趋势，生物膜对OUR的贡献率仅为25.7%~38.76%，低于悬浮污泥，说明悬浮污泥对有机物的氧化作用要大于生物膜对有机物的氧化作用，这与传统的生物膜反应器有很大不同。在工况4条件下平均表观污泥产率为0.15KgMLSS/kgCOD，仅为常规活性污泥法的1/5左右，污泥减量效果明显，可能有三个原因，一是生物膜从外到内好氧-缺氧-厌氧环境的交替存在，导致解耦联代谢的发生；二是生物膜的长污泥龄有利于生物体溶胞；三是生物膜有利于形成更多种类微生物及长生物链，提高生物捕食作用。通过PCR-TGGE检测可看出，本工艺微生物种属多，优势种属明显；Shannon-Weaver指数在3.00左右，且生物膜的多样性指数略高于悬浮污泥，说明反应器内微生物多样化程度高且生物膜上具有更多种类的微生物；不同反应区相似性系数在70%以上，说明悬浮污泥和生物膜的微生物大部分相似，生物膜的相似性系数在90%以上，不同反应区生物膜的相似性明显高于悬浮污泥，这与生物膜中微生物菌群的多样性程度更高有关。