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目前我国广大农村及偏远地区的生活污水导致的水污染问题日益突出。当前针对分散型污水处理,国内主要采用的工艺有如下四类:人工湿地、膜生物反应器、净化槽和传统活性污泥法。人工湿地操作和运行维护简单,总成本较低,但是占地面积大,易受温度的影响导致处理效果稳定性差;膜生物反应器和净化槽占地小,处理效果好,但是运行复杂,维护管理要求和运行费用较高;传统活性污泥法操作简单,占地面积较小,处理效果好,但是剩余污泥产量大,导致运行维护复杂。为此,本课题组针对分散型活性污泥工艺的污泥产量大及其维护频率高和运行设备复杂等问题,设计开发出了气升回流一体化反应器,其主要用于处理分散式生活污水。本试验在最佳运行工况下考察了中试规模反应器对污染物的去除效果,同时研究反应器的污泥减量途径与机理,以便于进一步确定反应器的排泥周期及最佳容积配比,最终利于实际工程推广和应用。气升回流一体化中试反应器的有效容积为10.31m3,以实际生活污水为处理研究对象,在为期12个月的试验研究过程中得出以下成果:（1）反应器实际处理能力为12.24t/d,当进水CODcr、NH4+-N、TN及SS的平均浓度分别为:404 mg/L、44.9 mg/L、62 mg/L及93mg/L时,出水CODcr、NH4+-N、TN及SS的均值分别为45mg/L、2.5mg/L、19.7mg/L和6.62mg/L,平均去除率分别为88.9%、94.4%、68%和92.9%,因此,反应器对污染物去除效果良好。（2）稳定运行期间,系统污泥表观产率系数(Yobs)为0.139g TSS/gCOD,展示了该工艺具有良好的污泥减量能力。按传统活性污泥工艺的污泥产率系数计算出反应器的理论污泥产量（即在较短泥龄下的理论污泥产量）为162kg TSS。由稳态—ASM3号模型预测的理论污泥产量（即在长泥龄下的理论污泥产量）为142kg TSS。根据短污泥龄下的理论污泥产量和实际长污泥龄下的理论污泥产量的差值可得:通过维持代谢和内源呼吸作用削减的污泥量大约为20kg TSS。通过实际测量获取反应器的污泥产量为82.5kg TSS。因此,根据实际长污泥龄的理论污泥产量和实际污泥产量的差值可得:由细胞裂解与隐性生长和微生物捕食作用去除的污泥总量为59.5kg TSS。另外,由氨氮的物料衡算分析可知:通过细胞裂解与隐性生长作用去除的污泥量大约为46.3kg TSS。最后根据物料衡算,可推测出由原生动物和后生动物捕食的污泥量大约为13.2kg TSS。因此,理论上整个试验期间反应器削减污泥总量为79.5kg TSS。其中通过维持代谢与内源呼吸、裂解与隐性生长和微生物捕食作用分别占污泥去除总量的25.5%、57.7%和16.8%。该系统污泥自消解速率为0.589kg TSS/d。（3）实验观察发现,反应器出水首先受限于SS。利用设计二沉池的表面负荷法及Vesilind方程确定出系统好氧区和沉淀区的最大污泥浓度为10012mg/L,从而可以算出系统的理论满泥量。根据系统的污泥表观产率系数,可以计算出系统每天累积增加的污泥量。由此可以算出系统的排泥周期为134d。模拟系统好氧区和缺氧区污泥的削减速率,进而通过动力学方程式确定出系统好氧区和缺氧区污泥净变化速率分别为+4.38g TSS/m3/h和-4.22g TSS/m3/h。从系统污泥减量最优考虑,当缺氧区污泥净增加量等于好氧区污泥净削减量时,此时反应器的结构为最优。经过理论计算,系统好氧区和缺氧区的最佳容积比大约为1:1。