氮、磷是造成水体富营养化的主要物质,城镇生活污水因排放量巨大而成为一个重要污染源,近年来对氮、磷排放要求日益严格。反硝化除磷工艺因解决了传统脱氮除磷工艺所存在的固有矛盾,而在低碳源生活污水脱氮除磷方面极具应用前景,已成为水处理领域一个研究热点,但当前研究、应用的反硝化除磷工艺结构一般较为复杂。本研究将SBR与接触氧化两种成熟工艺有机结合,形成一种结构简单、易于调控的反硝化除磷系统。本文自行设计了SBR-BCO试验装置,研究了不同SRT反硝化聚磷污泥的培养驯化过程及生物代谢计量学特征、BCO硝化系统的启动运行,尝试建立了SBR-BCO反硝化除磷系统主要反应过程简化动力学模型,考察了SBR-BCO工艺的污染物去除特性,为该工艺的进一步研究、应用奠定基础,同时也为其它反硝化除磷工艺研究及数学建模提供参考。本文的主要研究结果如下:以运行良好的氧化沟末端污泥为接种污泥,采用A/O、A/A/O的两段式培养方式,在15d、25d、35d 3各个泥龄下,同时培养驯化反硝化聚磷污泥,结果表明,各SRT下污泥均可通过上述培养方式实现反硝化聚磷功能的快速强化;SRT越长,污泥释磷、聚磷总量越高;不同SRT条件下,污泥的释磷、聚磷与有机物的消耗及PHB的合成、分解之间的化学计量学参数存在显著差异,而各SRT下缺氧脱氮量与PHB消耗量之间的化学计量学关系则无显著差异;本研究得出,在本试验条件下,反硝化除磷污泥系统最适宜的SRT为35d。本试验条件下,接触氧化硝化系统的挂膜启动时间约为13d,启动过程中氨氮去除率逐渐提高,在运行稳定后可达96.89%-98.49%。基于ASM2d、TUDP等模型,通过降阶、线性化、参数组合等方式建立了SBR-BCO双污泥系统主要生化反应过程的系列简化动力学模型,所有模型均由可测组分与可辨识参数组成;利用已驯化培养成功的SBR-BCO双泥系统开展试验,用所建动力学模型对试验数据进行拟合,通过拟合度反映模型的准确性或由不同试验数据估计得出的模型参数值的一致性评价模型的合理性。研究结果表明,所建模型与试验结果均具有较好的吻合度,本研究同时获得了试验条件下所有模型参数,为反硝化除磷工艺的数学模拟提供了重要参考。基于试验结果,并借助所建数学模型的辅助分析,确定SBR-BCO双泥系统运行参数为:厌氧反应3h,缺氧反应4h,后曝气反应2h,沉淀1.5h,进水排水1.5h,接触氧化池的反应停留时间HRT为8h。在该工况下,以模拟生活污水为试验原水,连续运行SBR-BCO装置,结果表明,本试验条件下,SBR-BCO工艺对COD、氨氮、TN、TP具有较好的去除效果,平均去除率分别为92.7%、87.3%、72.7%、94.6%,出水符合《城镇污水处理厂污染物排放标准》(GB18918-2002)一级A标准;SBR-BCO系统实现了对大部分碳源的有效利用,缺氧聚磷过程对TP、TN的去除起主要作用,后曝气阶段保障了氨氮、TP的达标排放。