南方城市污水具有低碳氮比特征,这就导致污水处理厂脱氮除磷碳源不足。基于反硝化脱氮除磷理论的A₂N （Anaerobic /Anoxic /Nitrification）工艺对低碳氮比污水具有良好的处理效果,国内外学者对其进行了广泛研究。曝气生物滤池（Biological Aerated Filter）具有容积负荷大、占地面积小等特点,本课题结合A₂N工艺及BAF工艺的特点,提出了A₂N/BAF工艺,并进行了中试规模的研究。本论文研究了A₂N/BAF工艺中试系统运行效果、一级BAF与二级BAF的运行参数及影响因素,最后根据系统中BAF的运行特点,开发了设计新型BAF并对其进行了研究。A₂N/BAF工艺中试系统运行结果表明:系统最终出水COD稳定在30mg/L左右,系统出水TN有超标的可能,一级BAF是控制出水TN达标的关键,二级BAF是出水NH₄⁺-N的保障。对一级BAF的研究结果表明:一级BAF出水COD稳定在50mg/L以下,对NH₄⁺-N的去除量在20mg/L左右;合适的气水比为5:1;碱度提高150mg/L,NH₄⁺-N去除量增加10mg/L左右;一级BAF反冲洗周期为7天左右,反冲后恢复较快;C/N增加对COD去除影响不明显,而对NH₄⁺-N去除影响较大,C/N大于3.5时,NH₄⁺-N去除效果明显下降;碳、氮分离后,运行周期由2天增加至8天;反冲洗过程气、水量可降低1/3左右,30min内即可完成反冲后恢复。对二级BAF的研究结果表明:出水NH₄⁺-N平均为4.0mg/L,COD稳定在30mg/L左右,SS在5mg/L左右;二级BAF合适的运行参数为气水比2:1,HRT 0.3h;二级BAF反冲洗后30min内即可恢复对NH₄⁺-N的去除效果;二级BAF中异养菌可以被忽略,硝化菌占绝对优势。对设计新型BAF的研究结果表明:下向流纤维+陶粒组合填料BAF运行效果良好;通过对纤维段的局部反冲洗可以延长运行周期3倍左右;纤维段可去除40mg/L左右的SS及50mg/L左右的COD,但对NH₄⁺-N基本无去除作用;下部陶粒层硝化菌占优势。上向流拉西环+陶粒双层填料BAF运行良好;通过对拉西环段的局部反冲洗可以延长运行周期2倍以上,反冲周期达到16天;拉西环段出水COD在50mg/L左右,出水NH₄⁺-N基本与进水相同;拉西环段出水SS平均为55mg/L;上部陶粒层中的硝化菌占绝对优势,实现了NH₄⁺-N迅速降解。