本文从流体动力学和传质动力学两个方面考察了用气升式内环流生物反应器应用于废水处理的性能。具体包括以下四方面的内容： 1．设计并建立起一套气升式内环流生物反应器处理废水的实验装置。在其中进行冷膜实验来研究废水处理用气升式内环流生物反应器动力学参数； 2．针对反应器各区域流动状况的差异，分区建立了适应各自流动特征的反应器模型，并采用误差分析和最小二乘法求解模型； 3．在空气-水体系研究了表观气速对流体动力学参数和传质动力学参数的影响；以固体颗粒模拟生物相、以柔性填料模拟生物填料床在空气-水-固体颗粒和空气-水-填料体系中研究固含率对流体动力学参数和传质动力学参数的影响；以CMC溶液模拟实际操作中的液相介质研究液相粘度对上述参数的影响； 4．对本文所建模型与常用的CSTR模型和PFR模型作了比较。结果表明，本文所建模型比CSTR模型和PFR模型更真实的描述了反应器内流体的流动特征 通过以上工作讨论了表观气速、固含率、液相介质粘度对气含率、液相循环速度、轴向扩散系数和容积氧传质系数的影响规律，认为： 1．气含率与表观气速呈幂率关系，气含率随表观气速的增加而增加，并且最终趋于稳定。固含率在0.75％左右时上升区气含率最高； 2．液相循环速度随表观气速的增加而增加，并且二者满足乘幂关系。在空气-水体系中加入固体颗粒提高了液相循环速度，而且固含率为0.5％左右时液相循环速度最大； 3．在空气-水体系中轴向扩散系数随表观气速的增加而增大，加入各种固体装填物后轴向扩散系数都有所增加，而且在固含率为0.75％时达到最大值； 4．在液相介质中加入固体装填物提高了容积氧传质系数，并且在固含率为1.0％时容积氧传质系数最高； 5．随液相介质粘度的增加容积氧传质系数减小。 通过上述讨论，本文给出了容积氧传质系数的关联公式，经检验该式与实验结果吻合较好。