采用旁路回流逐级曝气的增氧工艺,设计了一种垂直流填料床逐级增氧池一体化生物膜反应器,维持了高密度生物膜,对污染物进行多级好氧深度处理。填料床分别以不同粒径阳离子改性陶粒、凹凸棒土烧结粒、海绵钢渣为填料,在好氧条件下,实现高效生物脱氮、化学除磷,有效避免了脱氮与除磷过程中不同微生物对碳源的竞争,反应器在第10天启动成功,具有挂膜速度快、体积小、生物量大、曝气效率高且脱氮除磷效果良好的特点。模拟低C/N污水COD为90¹00 mg/L,TN、NH₄⁺-N、TP进水质量浓度分别为20²4、18²0、5⁸ mg/L。经过60 d稳定运行结果表明,HRT为6 h时,出水COD为1.8 mg/L,TN、NH₄⁺-N、TP出水质量浓度分别为1.5、1.2、0.2 mg/L,对模拟污水COD、TN、NH₄⁺-N、TP的去除率分别可达98.2%、92.1%、93.2%、97.8%。出水水质均达到城镇污水处理厂污染物排放标准的一级A排放标准,同时达到地表水环境质量标准的Ⅳ类水质标准。