随着我国经济的快速发展和生活水平的日益提高，提高对分散式污水的处理率和处理水质已势在必行。然而，传统的脱氮除磷工艺要求较大的污泥回流量和硝化液回流量，需要较高的污水处理成本及管理操作要求，并不适合我国分散式污水的处理要求。为此，本文在充分分析已有工艺特点的基础上，设计了一种新型、高效的一体化反应器，并对其性能进行了实验研究。整个实验研究由三个部分组成：第一部分以模拟生活污水为处理对象，主要考察HRT、温度等对反应器的处理性能的影响；第二部分是为了进一步提高反应器的脱氮性能，探讨在分段进水时的处理性能；而第三部分是在综合分析前两部分研究结果的基础上，确定处理工艺和工况条件，并以实际的生活污水为处理对象进行验证实验。获得的主要研究结果如下：　　 1)设计和制作了一种以分散式生活污水为处理目标的高效的一体化反应器。其主要特点为多级AO串联，无混合液及污泥回流，以过滤床代替二沉池，反应器均采用多孔弹性材料为载体，在高效去除有机物和氮磷的前提下，既简化了工艺流程，降低了能耗又方便了运转管理。　　 2)第一部分的研究结果表明，在实验水温范围内，当HRT为12h时，反应器对污染物的去除率与HRT为9h时相比没有明显的提高，但HRT为12h或9h时的污染物去除率均明显高于HRT为6h，因此HRT取9h较为合适。水温的变化对有机物的去除影响不大，但对NH3-N和、TN的去除影响比较显著。水温由15℃上升至25℃时，NH3-N和TN的去除率分别增加了37.3％和22.1％。在HRT为9h、水温为25℃，以及模拟生活污水中COD、NH3-N、TN、TP、SS的浓度分别在350～450、26.4～36.9、27.0～38.5、1.7～2.6及267～345 mg/L范围内时，相应的污染物去除率分别达到了95.7％、97.0％、51.4％、63.5％及93.9％，处理水水质指标均能满足《城镇污水处理厂污染物排放标准》(GB18918-2002)中的一级排放标准。　　 3)第二部分的研究结果表明，尽管采用了分段进水方式，反应器对TN的去除率并没有得到提高，没有能够实现提高脱氮率的预期目标。不过，由于分段进水的方式可以分散进水负荷、提高抗冲击负荷的性能，因此在实际应用中仍有一定的价值。　　 4)由于一段进水与多段进水的处理性能几乎无差别，因此第三部分的实验采用了一段进水的方式。实验结果表明，反应器在HRT为9h、水温为25℃，以及实际生活污水中COD、NH3-N、TN、TP、SS的浓度分别为290～384、28.2～36.4、32.0～41.3、2.23～3.66、以及280～326mg/L时，相应的去除率分别达到90.4％、83.5％、55.1％、65.1％、以及93.7％。由于生物学方法除磷是有一定的局限性，处理水质指标中除了TP浓度之外，其它水质指标均可满足《城镇污水处理厂污染物排放标准》(GB18918-2002)中的一级排放标准。因此总体上看，本文设计的反应器具有良好的去除性能。　　 上述研究结果表明了本文设计的一体化装置具有构造简单、结构紧凑、管理方便、无回流系统等特点，并且在HRT仅为9h，且无二沉池的条件下，不仅具有很高的有机物、SS去除能力，而且还具有较好的脱氮除磷能力。因此，该新型一体化装置在分散式生活污水处理领域具有良好的应用前景。