我国是一个水资源贫乏的国家,人均水资源量只有世界人均占有量的四分之一,而且随着我国人口的增加,经济的发展和城市化进程的加快,我国水资源形势将更为严峻。近年来,国家花费了大量的财力和物力来治理三峡库区周边的城市生活污水,但由于经济原因,很多城镇污水处理厂都发生停运状况,污水处理厂的运行和维护费用成为阻碍污水治理发展的主要问题。因此,寻找一种运行可靠、经济实用的工艺显得尤为重要。废水的厌氧处理发展至今经历了很多发展阶段,以UASB为代表的第三代反应器、以EGSB为代表的第四代推流式反应器适合处理较低浓度的生活污水,但采用高效厌氧反应器处理生活污水在国内至今没有得到应用。论文利用经典厌氧动力学模型-Monod方程以及推流反应器的特征,设计了新型的高效推流式厌氧反应器。利用设计的高效推流式厌氧反应器对城市生活污水进行了中试试验研究,并针对厌氧处理生活污水的不同影响因素,包括进水负荷变化情况、碱度、混合强度、催化剂、产气量、温度等因素进行了研究。试验结果表明,生活污水的负荷变化对厌氧影响不大,碱度能够使废水保持在生物生长需要的范围内,不需要添加额外的碱度,但混合强度对处理效果有较为明显的影响,微量元素催化剂和温度对处理效果影响最大。通过添加微量元素催化剂能够在很大程度上弥补生活污水水温较低的不利因素。通过理论推导建立了厌氧处理反应的动力学模型,利用该模型对出水的COD浓度进行了理论计算,计算结果表明,该模型所得的计算值与中试试验值吻合较好,标准误差均小于10%。说明该模型能较好地反映厌氧处理的反应过程,对实际工程有一定指导意义。虽然厌氧出水效果较好,但是仍无法直接达标,需要后续处理工艺进一步处理。通过对传统的CASS、氧化沟、生物接触氧化和短程硝化工艺比较,选择短程硝化工艺作为后续配套工艺,形成一个完整的生活污水处理工艺系统,并对这一系统的处理效果进行了试验研究。试验结果表明,经厌氧处理+短程硝化工艺处理后,出水完全能够达到国家相关标准,且该工艺处理成本比传统工艺降低了30%左右。