传统活性污泥法由于其工艺自身的局限性，例如对难降解物质去除能力差，易产生污泥膨胀、对各类干扰相当敏感等，很容易造成处理效率低下，甚至影响出水水质。另一方面，随着经济的发展，已建设运行的城镇污水处理厂所承受的有机负荷逐渐增加；而人类对环境保护问题的愈来愈重视，使得世界各国对污水处理率以及污水处理标准都提出了愈来愈高的要求。因此，对于早期建设的污水处理厂来说，面临的问题就是如何通过适当的挖潜改造，突破工艺、土地、投资的限制，提升其污水处理能力，提高系统的经济效益。 许多国家研究者相继开展了改进传统活性污泥工艺、使之适应新要求的探索和研究工作，复合生物处理工艺就是其中的一种改进。在不增加原有曝气池容积和其他处理单元基本不变的前提下，通过在曝气池中投加某种填料作为微生物附着生长载体，使悬浮生长的活性污泥和附着生长的生物膜共同承担去除污水中有机污染物的任务，从而提高原有设施的处理能力和处理效果。 针对广州开发区西区污水处理厂的叶轮表面曝气的传统活性污泥工艺，论文模拟其设施制作了4套处理能力为3m<3>/d的试验装置，并将传统活性污泥法改造为复合生物处理工艺。通过投加不同填料后处理效果的对比、不同曝气方式对处理效果的影响、填料合适投配率的选择、提高污水处理量等方面的试验，寻求在该厂活性污泥法的基础上，运行复合生物处理工艺(投加悬浮填料)的可行性，为改造工程提供设计参数及操作参数。 不管是表面曝气还是深层曝气，由于填料上生物膜的形成，使曝气池单位容积的总生物量以及生物种类比活性污泥工艺更多、更加丰富。填料生物膜量与曝气方式及强度、基质负荷率有关。试验表明，使用微孔管曝气的效果优于叶轮表面曝气。 填料的性能关系到挂膜的难易以及反应器中生物量的多少和处理效率的高低，它是复合生物处理工艺的关键部分。试验表明，投加悬浮塑料球的复合生物处理反应器较之安装固定式软性纤维填料，有更好的COD去除效果；复合生物工艺的处理能力并不随填料的增加而增加；填料的填充率应根据水质、曝气设备、池型综合考虑。试验条件下，悬浮填料最佳的投配率为15％，可以提高30％的处理能力。同步对比的运行数据说明，15％投配率下，在水量达到额定水量的143％，COD浓度不超过710mg/L时，改造后的复合生物处理工艺对COD、BOD<,5>、SS等有机物去除率可以达到传统活性污泥工艺的额定水量的去除水平。 复合生物处理装置由于投加了悬浮球填料，大大改善了污泥的沉降性能，从而提高了系统运行的稳定性。改造后的复合生物处理工艺至少比传统活性污泥工艺节省运行费用79.2万元/年，而工程投资可节约至少约940万元，并且可以不占用土地。对于同类型的污水处理厂来说，本试验研究及工程改造经验对今后同类污水处理厂的技术改造有重要的借鉴价值。