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随着水体富营养化态势的加剧，如何确保城镇污水处理厂的脱氮除磷效果己变得越来越重要。但是，随着人们生活水平的提高、用水量的增加，部分地区城市污水的浓度越来越低，如何提高低碳源城市污水的脱氮除磷效果，已成为城市污水处理领域中不得不解决的技术问题。论文针对低碳源城市污水碳源严重不足、难以满足同步脱氮除磷需求的现实，基于限氧状态有利于同时硝化反硝化过程的进行，提出控制曝气量、使污水处理系统总体呈现低DO状态，期望通过减少碳源有机物的过度或无效氧化，提高生物脱氮除磷效果。课题采用SBR工艺，以低碳源城市污水(COD/TN=4.22～6.23)做为研究对象，进行低碳源城市污水低氧同步脱氮除磷实验研究。主要内容包括：①低氧运行模式下SBR运行工况对脱氮除磷效果的影响；②低碳源城市污水的除磷方式和除磷效果；③低碳源城市污水微好氧段溶解氧浓度对脱氮除磷的影响。研究结果表明：
①在控制低DO条件下，SBR主反应器以厌氧1.5h/微好氧3h/缺氧1.5h/后好氧0.5h/沉淀排水排泥1.5h的方式运行，同时辅以部分污泥外循环厌氧强化释磷、排放富磷污水除磷、释磷污泥返回SBR主反应器下一周期厌氧段的除磷方法，可以实现低碳源污水的同步脱氮除磷。
②在进水COD＜200mg/L、COD/TN＜5、COD/TP＜25的情况下，控制SBR反应器SRT为60d、曝气量为2.5m3/h.m3(相当于曝气段平均DO为0.2mg/L)的条件下，污水处理系统COD、氨氮、总氮、总磷的平均去除率分别为86％、82％、61％、95％，出水水质达到了《城镇污水处理厂污染物排放标准》(GB18918-2002)一级B标准的要求。
③试验结果表明，SBR运行模式对脱氮效果影响显著。在只设置微好氧段、无厌(缺)氧段的运行模式下，TN去除率为39％，SND为主要脱氮途径；在厌氧/微好氧运行模式下，TN的去除主要发生在缺氧段，脱氮率为47％，反硝化为主要脱氮途径；在厌氧/微好氧/缺氧/后好氧运行模式中，脱氮率为51％；在厌氧/微好氧/缺氧/后好氧+污泥外循环的运行模式下，脱氮率可以达到61％。
④试验结果表明，SBR运行模式对除磷效果影响十分显著。由于低碳源污水处理系统受碳源有机物限制生物合成量较低，通过排出剩余富磷污泥除磷效果较差，只有辅以排出富磷污水除磷，才可以获得较为理想的除磷效果。实验结果表明，在COD/TP＜25的情况下，总磷的平均去除率可以达到95％。
⑤试验结果表明，降低曝气量，污水处理系统的氧气利用率增加。同时，曝气量的大小也直接影响生物除磷脱氮效果：NH3-N去除率随曝气时间的延长和曝气量的增加而提高；脱氮效果随曝气段曝气量的降低先上升后降低；除磷率随微好氧段曝气量的降低而提高，在曝气段平均DO浓度小于0.2mg/L的条件下，聚磷菌能够低氧超量吸磷。
综上所述，论文采用的低DO控制SBR工艺辅以污泥外循环厌氧释磷排富磷污水除磷的方法，缓解了碳源竞争、消除了泥龄矛盾，找到了一种低成本实现低碳源城市污水同步脱氮除磷的途径。研究成果具有较强的创新性和节能减排的意义。