城市污水处理厂进水水质的分析确定对污水处理厂的设计、运行和管理具有重要的意义。本研究对西安市北石桥污水净化中心、邓家村污水处理厂、延安市污水处理厂、山东A市和B市污水处理厂的实际运行进出水水质进行了调查分析,结果表明:调查的污水处理厂实际运行进水水质与原设计值差异较大,且随时间变化而变化并符合正态分布或者对数正态分布,因此可以采用概率统计分析的方法来合理确定污水处理厂的设计进水水质;与污水处理厂进水水质相比,其出水水质与正态分布和对数正态分布的符合性较差。结合所调查城市污水处理厂出水水质达标率,得出了各污水处理厂设计进水水质指标应取的保证率分别为82%、73%、86%、70%和87%。通过对实际污水处理厂的调查分析和分段进水A/O脱氮工艺中试装置的试验研究结果,建议污水处理厂设计时,以进水水质统计累积频率曲线为基础,取保证率≥85%的水质指标浓度值作为污水处理厂进水水质设计值。分段进水A/O脱氮工艺中试装置的试验研究发现,在中试装置进水水质远超出设计值且进水量不变的情况下,试验装置仍具有良好的脱氮效果。另外,本研究采用间歇试验法对分段进水A/O脱氮工艺中试装置反应器中活性污泥混合液的耗氧速率、硝化速率和反硝化速率进行了测定,试验结果表明活性污泥具有较高的活性,反硝化过程中存在三个速率明显不同的阶段,且随着反应时间的延长反应速率逐渐降低。研究得到的反硝化速率值和反应时间可作为城市污水厂缺氧选择池、生化反应池缺氧区工艺设计计算时参考。