由于经济发展，工业的快速增长，人口与发展产生的多重压力，以及化肥和农药使用量的大幅度增加，我国地面水和地下水的质量都面临了严重的威胁。污水中所含的氮、磷是引起污染的两种重要的营养元素。氮、磷是植物生长发育必需的物质，随着经济的发展，人口的不断增长，农业生产氮肥、磷肥料的使用量不断增加，以及居民生活洗涤剂用量的提高，城市污水的不达标排放，使得自然水体中磷、氮等营养元素的数量不断提升，并且氮磷等营养元素的比例和存在的形式非常适合藻类等水生植物的生存和繁殖条件，导致了藻类等的大量增殖，在水体中含量增大，导致了水体溶解氧下降等一系列的水环境问题，也就是所说的水体的富营养化。在生物脱氮除磷的技术的发展历史中，脱氮除磷的工艺得到了持续的发展和完善，如改良的A²/O工艺、改良UCT工艺、UCT工艺、MSBR工艺、VIP工艺、新型氧化沟工艺、BCFS工艺等等。但以上生物脱氮除磷的组合工艺基本都是建立在传统的生物脱氮除磷的原理上的，虽然进行了新的构架和组合，但也存在着明显的不足，主要是表现在多数工艺流程中，都包含多重的污泥以及混合液的回流，由此增加了系统的复杂程度，因此提高了基建和运行的成本；同时在脱氮除磷的过程中对氧和CODcr等能源的消耗较多；剩余的污泥随含较多的磷，而且处理量较多。这些缺点都不能符合“十二五”新形势下对环境的可持续发展的要求。因此，如何有效地利用活性污泥，减少微生物激活、休眠的过程和时间，同时提高脱氮效率是本课题的主要研究内容。通过理论分析和前期试验的基础上本课题组提出了“分段式活性污泥法污水处理工艺”的设想。本试验的意义在于为活性污泥法工艺系统开拓了一个全新的发展方向，对活性污泥法工艺的进展以及旧工艺的改造都有深远的意义。经过试验得出以下结论：1)在去除氨氮和总氮方面，分段式A²/O系统比普通A²/O系统有明显的优势，污泥浓度的区别更能体现出分段式A²/O系统的特点。2)分段式A²/O系统除磷效率的偏低，但对于污水处理而言，脱氮更为重要，因为氮的去除只能依靠生物作用，磷的去除则可以靠物化处理，处理效率较高。3)由于分离器的添加不仅可以使每个处理单元的有效菌属分开，在各自的环境中不仅提高了活性，更能更快的增殖，提高系统的去除率。同时有效菌属的富集更可以降低系统的停留时间。试验得出结论为，针对本试验用废水，去除CODcr时，进水量可增加至40L/h，去除NH₄-N时，进水量可增加至30L/h，去除TN时，进水量可增加至30L/h，系统的去除率不会有太大的改变。4)泥水分离器是本工艺的核心内容，分离器的体积和分离效率则是影响系统效率的关键指标，因为分离器的体积是占用本阶段处理单元的体积，故本试验引入分离器所占本单元体积的百分比来衡量分离器的大小。试验结果表明，好氧区分离器的比例的适当增大有助于氨氮和总氮的去除，但对CODcr和TP的去除不利，厌氧区和缺氧区分离器比例的增大对TN去除有帮助，对TP去除不利，对氨氮和CODcr影响不大。