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氮是水体中的主要污染物,是水体富营养化的主要诱因之一。为了保护水环境,加强城镇污水处理厂污染物排放控制,2002年,国家颁布的《城镇污水处理厂污染物排放标准》（GB18918-2002）,在《污水综合排放标准》（GB8978-1996）基础上增加了污水处理厂总氮的衡量指标,首次提出了一级A标准。随后几年,国家和各省市对一级A的适用范围进行了扩大,如太湖流域要求2008年1月后建设的污水处理厂全部严格执行一级A标准。根据太湖流域对一级A标准实现技术的研究成果,实施一级A稳定达标控制的主要难题之一是如何实现总氮稳定达标。但国内对市政污水高级脱氮工艺的研究尚处于起步阶段,主要采用A2O及其变形工艺,但其普遍存在:脱氮率较低;出水总氮等指标难以达标;能耗高等问题。为解决这些难题,本文通过分析污水脱氮工艺特点、国外先进的工艺设计和运行经验、国内污水处理建设和运行现状,提出将阶段进水、多级A/O和曝气液面差促进内循环策略等先进手段有机结合,构建阶段流入式多级A/O生物脱氮工艺。并对该工艺原理、工艺设计及其在我国的首个工程应用的技术、经济进行了研究,研究结果表明:（1）阶段流入式多级A/O生物脱氮工艺采用了阶段进水和多级A/O的串联的方式,为脱氮提供充足的碳源和良好的反应环境,具有脱氮率高（75%-85%）,出水的TN浓度低（10 mg/L以下）等特点。（2）该工艺的工程应用中,采用了优化的预处理流程、反应池一体化布置、硝化液内循环策略和新型工艺设备等手段将较大的降低运行能耗,以反应池为例,采用该工艺较A2O工艺每天节约电费2154.8元,年可节约电费约78.7万元。同时,这些技术的应用为维护工艺运行稳定,保证出水水质提供了强有力的技术支撑。（3）凌海市污水处理厂采用了阶段流入式多级A/O工艺,其近期规模20000 m3/d,污水处理厂部分直接工程费用4290.9万元,吨水处理成本0.61元/吨。此外,目前工程尚未完工,参照国外类似工程运行数据,该工程的出水水质可达到一级A标准,即BOD5≤10 mg/L,CODcr≤10 mg/L,TN≤15 mg/L,TP≤0.5 mg/L,SS≤10 mg/L。（4）凌海市污水处理厂建成后,将结束该市城镇生活污水集中处理率为零的历史,削减污染物排放量为:CODcr=2190 t/a,BOD5=1241 t/a,SS=1387 t/a,TN=146 t/a,TP=25.55t/a。城市基础设施水平将得到提高,城市水环境和生态环境也将得到改善。