随着城市化脚步进程的加快,国家为加强对城镇污水处理厂建设和运行的管理,提高了污水排放标准,污水厂不得不在原有基础上进行升级改造。曝气生物滤池作为一种成熟的生物膜技术,在城市污水升级改造中有较好的应用前景。本文研究了BAF工艺在污水厂二级出水中的应用。首先针对污水厂二级出水中污染物特征,筛选、驯化出10株菌进行单菌株净水效能实验,对比考察了不同菌株对污水COD及总氮的去除效果;优选出Q1、Q5、L4、ZW四株菌株进行复配试验,确定Q1与ZW按照菌量比1:1复配,作为接种菌剂投加到反应器中,用于BAF的启动。在太平污水厂建立中试研究模型,摸索曝气生物滤池在实际应用中的运行参数。分别采用自然挂膜和人工投菌的启动方式,研究不同启动方法的启动时间及处理效果。确定采用人工投菌法,经过9天启动成功。研究了反应器沿程高度各污染物去除情况,确定滤池有效高度在1.5m-1.8m之间。通过调控不同的运行参数,探索不同的水力负荷及气水比对反应器去除效率的影响,指出在水力负荷为1.25 m3/m2·h、进水流量为22.12 L/h、停留时间为0.54h、气水比控制在10:1左右的条件下,出水处理效果最好。确定了曝气生物滤池反冲洗参数,冲洗周期18d,气洗3min,强度为8-10 L/(m2·s),气水联合冲洗3min,水洗强度为2-3 L/(m2·s),最后水漂洗5min。通过摸索能够处理二级出水的BAF反应器运行参数,为反应器的设计提供依据,为BAF工艺的工程应用提供试验依据。生物膜是BAF的核心。本文探讨了BAF生物膜形成机理,微生物通过载体与自身的相互作用,固定在填料上,通过特殊的基质扩散方式,导致微生物分级分层现象。本文研究了BAF系统生物群落结构多样及活性,分析系统内细菌群落结构随时间的演替规律,指出投加工程菌能够与水中土著微生物共同形成优势菌群;探索了不同滤池位置处生物群落多样性变化及演替规律,为曝气生物滤池的设计及稳定高效运行提供微生物方面的依据。