水体富营养化问题的日渐突现,水质指标体系的不断严格使废水中氮的去除问题成为水污染控制中广泛关注的热点。生物膜法由于其自身构造特点,适合于世代时间较长的硝化细菌的生存,有利于系统对氮的去除,而且剩余污泥量少。采用序批式生物膜法(SBBR)处理广州地区低碳城市污水,通过理论和试验研究,建立快速、经济、有效的脱氮新工艺理论与应用体系。序批式生物膜法在生物膜驯化阶段,通过对曝气量和曝气时间的控制可以实现全程、短程两种硝化类型。反应器对有机物、氨氮和总氮(TN)均有良好的去除效果,COD的平均去除率为90.50%;氨氮的平均去除率为90.54%;通过控制DO浓度,序批式生物膜反应器的全程、短程两种硝化类型均可以实现较好的同步硝化反硝化(SND)效果,全程、短程SND的TN平均去除率分别为65.0%和80.2%。试验对DO、ORP、pH三个电化学参数进行在线监测,利用其变化曲线中的特征点,判定氨氧化结束时刻,及时结束曝气,节约能耗。改变有机物浓度、DO、pH、温度、氨氮负荷等因素,对硝化效果进行了分析。同时发现对曝气时间的控制是维持短程硝化类型稳定的重要途径。通过显微镜的观察,论述了生物膜内微生物的组成和形态结构特征,并对生物膜内的微生物量进行了说明。原生动物和后生动物种类和数量的增多,是SBBR污泥产率(0.06～0.38kg干泥/kgCOD)小于常规活性污泥法(0.4～0.6kg干泥/kgCOD)的主要原因,同时探讨了有机物浓度、曝气量和硝化类型对污泥产率的影响,对SBBR剩余污泥零排放的可行性进行了研究。