污水排放中的氮、磷是造成水体富营养化的主要因素，国内外城镇污水处理厂出水的氮、磷排放标准日趋严格。新型生物膜反应器以其结构简单、污泥产量少、除磷脱氮效果较好等优点，重新成为污水强化生物除磷脱氮处理领域工程应用和研究的热点之一。论文采用以多孔网状天然纤维丝瓜络（Luffa sponge，LS）为填料的序批式生物膜反应器（SBBR）新工艺（LS-SBBR）进行了城市生活污水和中晚期垃圾渗滤处理的试验研究，对LS-SBBR和分置式重力流膜生物反应器（GS-MBR）生活污水处理中反硝化除磷作用进行了比较，并详细考察了LS-SBBR工艺低碳生活污水处理运行的稳定性以及高氨氮垃圾渗滤液生物膜自养脱氮处理效果及其影响因素。在LS-SBBR工艺处理低碳生活污水的试验研究中，LS-SBBR挂膜启动迅速，在试验阶段Ⅰ中COD，NH₄⁺-N，TP和TN的处理效率分别达到了71.18％，85.01％，58.19％和64.45％。在随后的阶段Ⅱ中大型后生动物仙女虫在反应器内富集，导致生物膜厚度减少，COD去除率下降至56.11％，出水中有明显的TP、TN释放，其释放率分别达到了92.92％和33.45％，但对硝化过程没有不良影响，NH₄⁺-N的去除率由阶段Ⅰ的85.01％上升至95.56％。在阶段Ⅲ中，通过有效控制仙女虫数量，LS-SBBR反应器恢复处理效果。天然纤维LS在污水生物处理中，其本身N、P等营养元素分别由0.3646％和0.0646％下降至0.0378％和0.0238％；试验结果表明LS填料中N、P等物质的释放对生物处理出水没有不良影响。在LS-SBBR与GS-MBR均采用A²O方式运行处理污水时，均实现了反硝化除磷作用；处理出水均达到了《城镇污水处理厂污染物排放标准（GB18918-2002）》中一级A标准；LS-SBBR工艺缺氧段反硝化吸磷量为好氧段吸磷量的39.97％，而GS-MBR工艺为7.12％；GS-MBR工艺缺氧吸磷率较弱的原因是MBR缺氧段缺乏储能物质PHB，致其吸磷和合成聚磷的能力减弱而造成。在LS-SBBR工艺处理城市中晚期垃圾渗滤液的试验研究中，采用联合混凝与两级LS-SBBR工艺组合，两级LS-SBBR中均出现了生物膜内好氧亚硝化-厌氧氨氧化脱氮（CANON）现象。试验结果表明：当一级LS-SBBR进水NH₄⁺-N负荷为0.104kgNH₄⁺-N／（m³·d），温度在30℃以上，DO为1.29mg／L，游离氨浓度为7.2mg／L时，生物膜内好氧亚硝化-厌氧氨氧化脱氮效果明显，此时反应器内NO₂^--N积累率为48.90％；当一级LS-SBBR进水NH₄⁺-N负荷平均为0.229kgNH₄⁺-N／（m³·d）时，两级LS-SBBRCOD平均去除率为64.04％，NH₄⁺-N去除率可逐步提高至72.45％。