反应沉淀一体式矩形环流生物反应器(Reaction-Precipitation Integrated Rectangular Airlift Loop Reactor,简称RPIR)具有较高的传质传氧效率,对有机物的去除效果好。为提高RPIR的脱氮除磷能力,本研究采取投加填料的方式,选取了两种生物填料:悬挂式组合填料和悬浮聚氨酯泡沫块填料,共进行了三组试验:无填料试验、组合填料试验及悬浮填料试验,并考察了反应器运行的最佳工况。试验的结果表明,聚氨酯泡沫块填料更适用于RPIR。采用聚氨酯泡沫块作为生物膜载体时,RPIR系统的最佳效果的工况参数为:HRT=5.0h, COD/TN = 10,DO = 1.0 mg/L,MLSS= 8000mg/L,污泥龄为15天左右,硫酸亚铁投配比n(FeP2+P):n(P)=1.5:1。在最优工况运行下,系统具有较好的有机物和氮、磷去除效果,出水COD、NHB4PB+P-N、TN、TP均可达到《城镇污水处理厂污染物排放标准》GB18918-2002中的1A标准要求。通过投加聚氨酯泡沫块填料,RPIR系统形成了厌氧-缺氧-好氧的微环境,实现了同时硝化反硝化的脱氮形式。脱氮效率受DO和C/N的影响最大:DO低于0.5mg/L或高于1.5mg/L都会破坏系统的硝化与反硝化平衡;C/N比维持在10以上可保证反硝化的正常进行。试验的过程显示,聚氨酯泡沫块与RPIR内混合液流态一致,环流不受阻碍,不影响反应器传质效率。加入填料后,系统更加稳定,不易发生污泥膨胀,耐冲击负荷能力增强。本研究也说明,RPIR具有较好的处理能力,占地少、投资省、运行费用低且管理方便,具有较好的推广价值。