本发明公开了一种内循环水解反应器，包括由内向外排列的中心筒、导流筒和外筒，并在中心筒内部设置推进器，控制中心筒内污水的上升流速20~60m/h。污水从中心筒快速穿过后经导流筒进入外筒，形成升流式的流态，完成污水、污泥的同步水解以及固液分离过程，污泥水解区的污泥由回流缝进入中心筒，实现泥水均匀混合以及泥砂分离。该反应器及工艺集碳源开发、污泥减量、除砂等功能于一体，广泛适用于中低浓度污水的预处理过程。