生物膜法是一种简单高效的废水处理技术，与活性污泥法相比，具有处理效率高、系统设备少、占地面积小、适用范围广、耐冲击性能强等优点，并能在反应器内形成稳定的生态体系。 本文研究开发了一种新型的废水处理反应器，把气升式内环流反应器的结构特点与弹性立体填料相结合，充分利用生物膜法处理废水的优点，同时通过内环流流型改善反应器内部的流动状态，成为新型的内环流固定床生物膜反应器。 本文通过人工合成废水的处理，考察了内环流固定床生物膜反应器的挂膜效果，以及对碳、氮等污染物的处理效果和影响因素，并利用数值方法对底物降解过程进行了模拟计算，主要内容有： 1．建立了内环流固定床生物膜反应器实验装置，并对生物载体挂膜进行实验研究； 2．采用正交实验方案，分别确定了影响反应器内COD和氮去除率的相关因素，以及最优实验参数，实现了反应器硝化和反硝化装置一体化的功能； 3．将内环流固定床生物膜反应器与活性污泥及流化床生物膜反应器进行了实验比较。结果表明，该反应器的COD和氨氮去除效率相对较高，且具有无回流、气液比小、运行成本低等优势； 4．利用非线性最小二乘法和误差分析，确定了反应器内底物降解动力学方程的参数，即μ_max／Y_X／S=0.0156min^-1，K_s=516.96mg／L，K_i=697.57mg／L，k_e／Y_X／S=0.0022min^-1。模拟计算结果表明：本文建立的Haldane-Endo组合动力学模型，用以描述该反应器的动力学行为是合适的。 5．Haldane-Endo组合动力学方程与一级反应的Monod、Haldane和Monod-Endo方程的计算结果进行比较，表明Haldane-Endo组合方程对本文的实验结果吻合较好。 在对反应器长时间连续运行的实验研究基础上，本文对这种新型反应器的运行参数和影响因素进行了综合测试和分析，并确定了最优的运行方案，模拟了底物降解规律，为内环流固定床生物膜反应器的理论分析和实际应用奠定了基础。