我国现阶段水环境污染问题突出，严重影响了水体功能的发挥，同时导致水资源短缺的问题更加突出，严重制约了国民经济的发展，因此，对进入水体的生活污水和工业废水进行有效的处理，并加强水资源的再生利用，是改善我国水环境质量、促进经济健康快速发展的迫切需要，而开发新型高效的污水处理和回用技术是其重要的技术保障。本论文通过微网膜基材的筛选、膜污染控制方法的开发和反应器结构形式的改进等研究，开发了一种新型内循环动态膜生物反应器，并将该反应器成功地应用于生活污水和草浆造纸中段废水的处理。筛选获得了价格便宜、性质稳定、污泥附着性能良好的筛绢和单滑面无纺布微网膜基材。以单滑面无纺布构建的动态膜生物反应器处理生活污水，在水力停留时间为6h条件下，生物动态膜可在90 min内形成，动态膜形成后出水浊度降到5 NTU以下，反应器处理出水中COD、氨氮、总氮和总磷的平均浓度分别为25.6mg／L、1.5 mg／L、27.5 mg／L和2.9 mg／L。开发了能够有效消除膜污染的逆出水方向在线曝气反冲洗方法。当曝气强度为5.6 m~3／(m~2·h)、反冲洗时间为5 min时，生物动态膜的恢复约需要45 min，动态膜生物反应器的反冲洗周期可以稳定在15h左右。反冲洗曝气强度和反冲洗时间均对生物动态膜的恢复有一定影响。提出了旨在促进流态均匀性、抑制膜污染的新型内循环动态膜生物反应器结构形式。该结构形式的反应器的流态更加均匀，其死区率仅为0.2％，大大低于常规动态膜生物反应器7.2％的死区率；其对生活污水中COD、氨氮和总磷的去除效果优于常规动态膜生物反应器，在水力停留时间为6 h情况下，COD、氨氮、总氮和总磷的平均去除率分别达94.0％、97.6％、49.2％和83.7％，同时，膜污染问题得到有效延缓，平均反冲洗周期长达54.8 h。内循环动态膜生物反应器的基质降解动力学方程为v=2.65S／(403.9+S)。分析了动态膜的结构与功能。反应器内混合液活性活性污泥的生物量、脱氢酶活性和比耗氧速率等指标均大大高于生物动态膜，反应器对污染物质的去除主要依靠混合液活性污泥，附着在微网膜基材上的生物动态膜的生物降解作用也能去除少部分污染物质。动态膜主要由丝状菌、杆菌、球菌及其胞外分泌物组成。将动态膜生物反应器成功应用于草浆造纸中段废水的处理，结合混凝后处理工艺，能够稳定实现处理出水COD＜120 mg／L、色度＜50倍，达到了《山东省造纸工业水污染物排放标准(DB37／336-2003)》2010年以后的排放要求。