随着城市化和工业化程度的不断提高，我国的水资源面临着严重短缺和严重污染的双重挑战。污水深度处理回用是缓解我国水资源紧张和受污染状况的重要途径之一。开展污水深度处理，使污水成为稳定的再生水资源，不但解决了水体污染问题，而且可以缓解水资源危机。近年来，在污水深度处理工艺的理论与实践研究中，生物滤池以其集生物膜有机物降解能力和滤料的物理截留效能于一体的优势和高效、低耗的特点，逐步成为城市污水深度处理的主导工艺。 本课题针对城市二级处理出水水质特点，对生物滤池的启动挂膜、基质去除的运行特性尤其是脱氮的特性进行了研究。实验考察了单级BAF去除有机物和脱氮的特性，并且对生物滤池进行了组合，研究了O/A/O生物滤池组合工艺深度处理生活污水的情况。 对于单级曝气生物滤池，结果表明，BAF对CODcr、NH4+-N具有较好的去除效果，出水水质稳定。通过对BAF沿程去除效果对比发现，有机物和氨氮沿滤层的变化规律是相同的，即有机物和NH4+-N同时得到去除，但BAF对有机底物的去除主要集中在进水方向的0-90cm滤层上，对氨氮的去除效果则主要集中在进水方向的25-120cm滤层上。反应器内的溶解氧浓度基本控制在2-4mg/L，在反应器内发生了反硝化反应。但是，由于反硝化细菌受溶解氧浓度的限制，以及碳源不足的问题，总氮的去除量和去除率还不是很高。 对于O/A/O生物滤池组合工艺，可以在各自的滤池中驯化出不同功能的优势种属，各负其责，可以提高生化处理效率。在对第二级缺氧滤池外加碳源的情况下，整个系统氨氮和总氮的去除效果很好，总氮的去除率可以达到50％以上，最高可达85.5％。在此基础上，停止外加碳源，改为引入一部分原水。在第一级好氧硝化出水与引入原水比例为4：1的情况下运行稳定后，脱氮性能有所降低。而第三级好氧生物滤池巩固了出水的水质。 对O/A/O生物滤池组合工艺滤层厚度方向上的去除特性进行了研究，结果表明，对第一级曝气生物滤池，在10-50cm滤层上已形成稳定的硝化状态，是氨氮去除的主要区域；而对有机污染物(CODcr)的去除作用主要发生在进水方向滤层厚度为30-50cm的范围内。对第二级缺氧滤池，进水方向30cm滤层内较高的反硝化率，分析认为是生物膜和填料间的活性污泥絮状颗粒共同起作用。 应用O/A/O生物滤池工艺对污水进行深度处理，具有去除效率高、降低能耗、处理装置结构紧凑等优点，改善了单级生物滤池易气堵和短流、处理效果不高的状况，是一种能够产生一定环境效益和经济效益的污水深度处理技术。