当前,由于我国的环保理念和意识不断增强,在城镇污水处理方面对于排放标准及就近排入水体的水环境要求也在不断提高,而传统活性污泥工艺在运行时存在投加额外碳源,能耗较高,因此如何在满足达标排放的前提下,尽可能的减少碳源的投加,以获得最佳的脱氮效果。本研究针对实际污水厂进水为目标水体,分别构建分段进水多级A/O纯膜工艺及其泥膜复合工艺,主要研究泥膜复合工艺在不同影响因素下的脱氮效能,并通过Bio Win软件模拟为该工艺的脱氮效果提供一定的依据,主要的研究成果如下:研究发现,分段进水多级A/O泥膜复合反应器的污泥回流比为75%,溶解氧控制在2mg/L,最佳进水流量分配比为5:3:1,出水NH4+-N浓度为2.88mg/L,氨氮去除率为94%,最佳HRT为14h,其出水COD浓度在20mg/L,去除率达到93%,出水氨氮浓度降低到0.22±0.1mg/L,去除率达到99%,总氮的平均去除率达到80%,脱氮效果最佳。由高通量测序结果分析可知,Proteobacteria（变形菌门）在分段进水多级A/O泥膜复合反应器中相对丰度最高,活性污泥与生物膜分别为56.77%、51.86%。好氧池O3内活性污泥中Dechloromonas（脱氯单胞菌属）、Flavobacterium（黄杆菌属）、Rhodobacter（红细菌属）相对丰度占比最高,分别为3.9%、4.0%、2.7%。而好氧池O3内生物膜中Dechloromonas（脱氯单胞菌属）占比较高,为3.8%,Flavobacterium（黄杆菌属）和Rhodobacter（红细菌属）占比仅有1.6%和0.4%,这三种菌属均属于好氧反硝化菌。采用Bio Win软件对分段进水多级A/O泥膜复合工艺进行模拟,结果表明,出水COD的模拟值比实验值高5.28mg/L,出水TN模拟值比实验值高2.01mg/L,均在允许的误差范围内,当进水流量分配比为5:3:1,污泥回流比为80%,水力停留时间为13.3h,为最佳的模拟出水效果,模拟所构建的分段进水多级AO泥膜复合工艺比传统A~2O工艺的综合处理成本降低0.09元/m~3污水。