随着水体污染形势的不断加剧,受纳水体对排水水质的要求越来越高,因此城镇污水处理厂出水水质必须满足更高的排放要求。我国许多城镇污水处理厂受到工业废水的非连续性排放以及季节变化的影响,导致了出水氨氮和总氮(TN)难以满足《城镇污水处理厂污染物的排放标准》(GB18918—2002)—级A标准。所以对污水厂现在已有的工艺进行升级改造是非常必要的。本研究采用缺氧-好氧可交换式BAF组合工艺对城镇污水厂出水进行深度处理,确保出水达标排放。对于缺氧-好氧BAF工艺,考察了水力负荷(1.5 m3/(m2·h)、2.0 m3/(m2·h)、2.5 m3/(m2·h))、碳氮比(4:1、6:1、8:1)、溶解氧(0.5 mg/L～1.2 mg/L、1.5 mg/L～2.2 mg/L)对其除污染物效能的影响。结果表明在水力负荷为2.0 m3/(m2·h)、碳氮比为4、溶解氧小于1.2 mg/L条件下,系统对污染物去除效果最理想,COD、TN和硝态氮去除率分别达到97%、85%、83%。对于好氧-缺氧BAF工艺,考察了水力停留时间(0.5 h、1.0 h、1.5 h)对其除污染物效能的影响。结果表明在碳氮比为4,进水负荷为2.0 m3/(m2·h)的条件下,发现随着HRT的增加系统除污染物效能逐渐增加。当HRT为1.5h时,COD、TN和氨氮平均去除率分别达到了 85%、85%、95%。在现场试验阶段,根据长葛市污水净化公司不同阶段出水特点对缺氧-好氧可交换式BAF组合工艺进行调控。TN超标,采用缺氧-好氧BAF组合工艺,TN去除率达到92%;氨氮超标,采用好氧-缺氧BAF组合工艺,当进水浓度为15.0 mg/L的条件下,出水浓度均在0.5 mg/L以下,平均去除率达到97%,并且该工艺对COD去除效果较好,出水COD低于18.0 mg/L。两种方式处理后的出水均可满足一级A的排放要求。对现场试验期反应器中微生物种群进行了分析,共发现Proteobacteria(变形菌)、Chloroflexi(绿弯菌)、Bacteroidetes(拟杆菌)、Acidobacterio(酸杆菌)、Planctomycetes(浮霉菌)、Chlorobi(绿菌)、Nitrospirae(硝化螺旋菌)等7种菌门,且缺氧-好氧可交换式BAF组合工艺变换前后,微生物丰度和优势菌群无明显变化。根据实验室试验结果、现场试验结果与长葛市污水净化公司的实际情况,设计缺氧-好氧可交换式BAF组合工艺的中试方案。