针对我国目前的水环境质量现状,国家进一步提高了城镇污水处理厂出水水质要求。目前出水TN、TP等污染物不达标的城镇污水处理厂,必须进行技术升级改进。本研究以西南科技大学污水处理厂氧化沟为研究对象,通过对2012-2014年西南科技大学污水处理厂进出水水质数据分析,探明该污水处理厂的运行效果及存在的问题,从而探讨可行的工艺参数优化措施。通过静态研究,考察了增加曝气时间、减少沉淀时间、调整HRT对氧化沟出水水质的影响,并在此基础上,提出氧化沟的两种改进运行方式。采用自制的氧化沟小试装置,对比了两种改进运行方式对生活污水的处理效果,优化了HRT、排泥方式等运行参数。并通过鸟粪石沉淀法回收污泥浓缩上清液中的氮磷,初探了其上清液回流对污水处理厂进水氮磷负荷的影响。得到的研究结果如下:通过对西南科技大学污水处理厂进出水水质数据分析表明:该污水处理厂氧化沟工艺进水BOD5、TN、NH₃^-N和TP浓度难以同时满足设计进水水质指标要求,处理后出水中TN、NH₃^-N和TP浓度难以稳定达到《城镇污水处理厂污染物排放标准》（GB18918-2002）的一级A标准要求,需要进行提标改进。静态试验研究表明:在原氧化沟A池（边沟）曝气90min后,增加曝气时间可以降低污水中TN、NH₃^-N、TP的浓度,在综合考虑对各水质指标的去除率及能耗的情况下,增加曝气20min,即曝气110min时,对污水中污染物的总体去除效果较好;适当缩短沉淀时间,能够降低污水中TP浓度,A/C池（边沟）沉淀时间由原来的5h缩短至3h时,对污水中污染物的总体去除效果较好;HRT由18.2h缩短至16h时,对污水中污染物的总体去除效果较好。并由此提出氧化沟的两种改进运行方式。动态试验研究表明:小试装置启动稳定后,当HRT为18.2h时,改进式运行方式?对CODCr、TN、NH₃^-N、TP的去除效果优于改进式运行方式?;在HRT为16h时,运行方式?、?对CODCr、TN、NH₃^-N、TP去除效果最佳;在排泥量相同的条件下,A/C池（边沟）与B池（中沟）同时排泥的方式对污水中TP的去除效果优于仅从B池（中沟）排泥的方式。该氧化沟小试装置在优化工艺参数条件下的运行结果表明:其出水CODCr浓度范围为26mg/L-40mg/L、出水TN浓度范围为6.2mg/L-12.7mg/L、出水NH₃^-N浓度范围为2.5mg/L-4.2mg/L,即出水CODCr、TN、NH₃^-N均能达到《城镇污水处理厂污染物排放标准》（GB18918-2002）一级A标准;但出水TP浓度范围为0.33mg/L-0.80mg/L,即出水TP浓度难以稳定达到《城镇污水处理厂污染物排放标准》（GB18918-2002）一级A标准。鸟粪石沉淀研究表明:鸟粪石形成的适宜反应条件是溶液初始pH为9.5、反应时间为10min、温度为10-30℃。在此反应条件下,污泥浓缩池上清液中的PO₄^3--P和NH₄⁺-N含量（均值）分别由反应前的0.46mmol/L和2.0mmol/L降至反应后的0.15mmol/L和1.74mmol/L,对污泥浓缩池上清液中PO₄^3--P和NH₄⁺-N的平均去除浓度分别为0.31mmol/L（9.61mg/L）和0.26mmol/L（3.64mg/L）,对污泥浓缩池上清液中PO₄^3--P和NH₄⁺-N回收率分别达到68%和13%。该沉淀物中鸟粪石纯度为44%。该污水处理厂污泥浓缩池上清液产量为100m³/d,鸟粪石沉淀反应可从浓缩池上清液去除PO₄^3--P约为961g/d,NH₄⁺-N约为364g/d。结合2014年度该污水处理厂PO₄^3--P（以TP计）和NH₄⁺-N（以NH₃^-N计）进水平均浓度数据（分别为5.3mg/L和46mg/L）,通过鸟粪石沉淀反应可降低污水处理厂进水TP浓度约0.2mg/L、进水NH₃^-N浓度约0.08mg/L。通过鸟粪石沉淀反应在回收氮磷资源的同时可降低污泥浓缩池上清液回流对氧化沟处理单元带来的氮磷负荷。