随着国民经济的发展和人口的增长，我国城市污水排放量逐年增加，而且污水处理厂普及率、污水总处理量较低。大量未处理的城市污水排入江河，给环境造成严重污染。本论文在设计中试规模处理城市污水的生物膜反应器的基础上，开发出一种新型的水力旋转填料应用于城市污水处理。同时对通过与常规填料的对比研究，确定水力旋转填料(SCMT-1)的处理效果，同时对其最经济的运行条件以及相关生物相、生物量加以考察。 试验研究结果表明：与常规填料相比，水力旋转填料(SCMT-1)处理效果稳定，且在较短的水力停留时间内达到国家二级排放标准，COD去除率平均高于10％，NH4+-N平均去除率高于20％。同时气水比是影响填料生物膜反应器处理效果的关键因素。气水比越高，出水水质越好；停留时间越长，出水水质越好；水力旋转填料生物膜反应器COD去除率主要在前10min完成，且随曝气量增加而明显增加。进一步研究确定力旋转填料生物膜反应器最经济的运行条件为SRT=1.5h，气水比为4：1，出水水质可达到国家二级排放标准。 水力旋转填料生物膜反应器具有生物量大、生物相丰富的特点。通过镜检证明：水力旋转填料上大量存在细菌、真菌、藻类和原生动物(鞭毛类、肉足类、纤毛类和孢子类)以及后生动物(轮虫类、线虫类、寡毛类等)，同时在稳定运行期间，MLSS可达到2600mg/L。