本论文通过对青岛麦岛污水处理厂现有以高密度沉淀池(MULTIFLO)与高效曝气生物滤池(BIOSTYR)为主的污水处理工艺的系统化研究，分析了其在以生活污水为主的典型城市污水实际生产应用中的处理效能，结合典型城市生活污水水质条件，提出了具有较好实用性的强化一级处理化学絮凝模型； 通过对青岛麦岛污水处理厂Biostyr曝气生物滤池系统的研究，考察了不同工艺运行条件与参数对系统硝化效能的影响，分析Biostyr曝气生物滤池内的硝化特性；通过对曝气生物滤池内生物膜上微生物活性、含量及组分的分析，探讨曝气生物滤池的反应机理； 通过对生物载体表面生物膜的形态和结构特征的观测与分析，并运用PCR分子生物学技术手段，利用构建的16S rDNA基因文库，对青岛麦岛污水处理厂Biostyr曝气生物滤池中滤料表面生物膜内的细菌多样性进行了系统发育分析，从微观角度分析曝气生物滤池的净化机理。 为高密度沉淀池(MULTIFLO)与高效曝气生物滤池(BIOSTYR)组合污水处理技术的普及应用提供了可靠的技术参数。 研究结果表明，在青岛麦岛污水处理厂典型生活污水水质条件下，投加FeCl3絮凝剂和阴离子助凝剂(PAM)的高密度沉淀池对CODcr、BOD5、SS和TP去除率分别达到73.52％、78.80％、91.01％、83.37％；利用多元线性回归法和人工神经网络可以对高密度沉淀池化学絮凝过程与结果进行有效模拟分析并可以达到较好的预测效果。 利用F检验模型效果，发现多元非线性模型均在置信度水平a=0.1上显著，模型有效；神经网络模型选择为具有一个隐含层的三层BP网络分别选用LOGSIG和TANSIG作为传递函数进行模型演算。多元线性回归模型的预测值与实际值的相对误差的平均值为10.7％，而传递函数为TANSIG、LOGSIG的神经网络模型相对误差平均值是9.4％和9.7％，神经网络的模型效果要好于多元非线性模型。 同时，研究结果表明不同水力负荷、有机负荷、氨氮负荷和气水比条件下曝气生物滤池处理效能呈现出不同的变化趋势。 通过对Biostyr曝气生物滤池在不同参数下的稳定运行，研究了水力负荷、有机负荷、氨氮负荷和气水比对曝气生物滤池处理性能的影响，得出了在本试验条件下的最佳运行参数：最佳水力负荷范围为56-81m3/m2．h；最佳有机负荷范围为2.2-3.3kg/(m3．d)；最佳氨氮负荷范围为0.4-0.8kg/(m3．d)；最佳气水比为5：1。