近年来,随着经济的快速发展,城市排水量也逐年扩大。导致嫩江下游可利用量越来越紧张,水资源调配难度不断加大,同时由于大量处理或未处理污水排入嫩江,下游在用水紧张的情况下水质也越来越恶劣,因此建设齐齐哈尔市（中心城区）污水处理厂中水回用工程是十分必要的。齐齐哈尔污水厂采用AB工艺,由于不具备深度脱氮除磷的功能,需要对其升级改造,从而达到《城镇污水处理厂污染物排放标准》（GB18918-2002）一级B排放标准,并且在此基础上增加气浮-曝气生物滤池满足中水回用的要求。中水回用水水质应符合《污水再生利用工程设计规范》（GB50335-2002）关于循环冷却系统补充水的水质标准。本研究是在对齐齐哈尔市南郊污水处理厂原水水质、工艺参数、运行状况进行调查的基础上,在现场进行中试试验;采用气浮曝气生物滤池工艺,对水厂二沉池出水的应用试验研究,为中水回用工程的实际运行提供技术依据。通过比较几种工艺改造方案,综合考虑运行效果及经济因素,最后确定改造方案为保留A段,将B段改为A/O;选择在气浮池投加的化学除磷药剂为聚合氯化铝,确定最佳投药量为40mg/L;随着进水有机负荷逐渐升高,气浮系统对COD和SS去除率的总体趋势是先升高然后下降,随着表面水力负荷的提高,出水SS、COD、TP的去除率反而有一定程度的提高,当表面负荷为15 m³/（m2·h）,去除率分别达到40.83%、38.65%、56.8%,随着进水总磷浓度的提高,SS和COD的去除率都是越来越高;而TP的去除率先升高后降低,总磷浓度为8mg/L是拐点。通过对C/N型BAF和A/O型BAF的比较,确定采用A/O型BAF（厌氧段:好氧段=1:4）;从BAF开始连续运行的2周后,COD的去除率稳定在50%以上,氨氮的去除率在70%以上,表明此时生物膜挂膜基本完成;确定最佳气水比为5:1,最佳回流比为100%;BOD的最大冲击负荷为101.2kgBOD/（m³·d）;氨氮负荷选择在10.2kgNH₃-N/（m³·d）～50.1 kgNH₃-N/（m³·d）之间。最后通过气浮曝气生物滤池耦合工艺的试验,采用各种优化参数,使水质满足出水要求。