如今我国的水体富营养化问题突出，但受我国目前的污水处理技术限制，城镇污水厂的生化处理环节忽视了对于氮、磷等植物营养物质的削减，对水环境的生态系统存在很大威胁。随着中央与地方相继出台政策，对城镇污水厂出水提出了更高的排放要求，研究对于城镇污水厂出水进行进一步深度脱氮除磷，开发高效稳定经济的新工艺成为了新的研究热点。本研究以长兴县某城镇污水厂的二沉池出水为研究对象，重点考察了硫磺-硫铁矿填充床的深度脱氮除磷性能，将硫磺-硫铁矿填充床与浙江省当地水质特点相结合，研究不同填料比、HRT、C/N等不同条件因素对硫磺-硫铁矿深度脱氮除磷效果的影响，探究硫磺-硫铁矿填充床进行实际工程应用的可行性，为工艺的工程化应用提供理论基础。
　　首先，配置较高TN、TP的人工污水按照接种-挂膜的正常顺序进行装置的启动，填充床填充硫磺、硫铁矿体积比分别为1:4、1:2、1:6和0:1，各装置TN去除率连续稳定在60%左右及以上，可观察填料表面上已经成功覆盖了一层肉眼可见的棕黄色的生物膜，装置启动完成，硫磺含量较多的装置启动速度更快。再实地采用长兴县某城镇污水厂二沉池出水作为填充床装置实验进水，HRT保持4h，不投加碳源，各装置出水TN都可以稳定降低至浙江省最新出台的限值要求10mg/L以下，出水TP都降低至0.3mg/L以下，初步证明硫磺-硫铁矿填充床工艺应用的可行性。
　　填充床初步运行后，考察不同条件因素对装置脱氮效果的影响。在硫磺、硫铁矿体积比为1:2、1:4、1:6的对比下，体积比为1:2时，脱氮性能最佳。在2、3、5、7h四个不同HRT条件下，HRT为3和5h时脱氮性能最佳，2h的水力停留时间过短，7h时会产生较多氨氮积累。进水C/N由2降到1的过程中，装置的脱氮效率没有发生明显的变化，而在C/N由1降到0时脱氮效果出现了明显的下降。温度对于脱氮性能存在一定影响，低温条件下不太利于微生物的生长，硫自养反硝化作用也比较缓慢，但影响并不明显。SO42-的生成量大小可以反应出硫自养反硝化作用的强弱，SO42-生成量与NO3-去除量应大约成线性相关的关系。
　　考察不同条件因素对填充床除磷效果的影响，在不同填料比的条件下，硫铁矿的除磷性能要明显优于硫磺，硫铁矿填料比例越多，除磷效果更好。在2、3、5、7h不同的HRT条件下，HRT为7h时除磷效果最好，较高HRT的条件下除磷性能更好。在C/N由2降低到0的过程中，C/N减小填充床的除磷性能会出现提升。硫自养反硝化作用会产生的H+，填充床出水pH值不断降低，pH值的降低影响除磷效果，可在该装置中投加麦饭石控制pH值。
　　本研究深入探讨了硫磺-硫铁矿填充床工艺应用于污水厂生化出水的脱氮除磷机理于性能，为工艺的工程化应用提供了理论参考，对于改变现有污水厂出水氮磷指标不稳定的现状，提高水环境品质具有重要的意义。