随着《水污染防治行动计划》的全面开展,全面消灭劣V类水体已经成为了当下水环境污染治理的关键目标。小城镇作为我国城镇体系中的重要组成部分,其污水处理状况将对我国生态环境条件与经济社会的可持续发展产生极大的影响。本研究以小城镇污水处理厂提质增效治理为目的,通过调研确定了典型小城镇污水水质与排放特征,结合小试实验装置,探究了反硝化深床滤池的处理特性,分析了反硝化深床滤池处理小城镇污水的适应性,并以隰县下李乡为例,对小城镇污水的提质增效治理进行了工程实践探索。通过调研确定了我国小城镇的污水水质与排放特征。结果表明,我国小城镇污水主要来源于生活污水、工业废水和农业生产废水。污水水质受产业结构,地域特征,季节变化等多种因素的影响,水质、水量波动大,氮、磷含量较高,整体呈现夏季水量大、污染物含量低,冬季水量小,但污染物含量高的特点。水中主要污染物质浓度为SS:90³00 mg/L,BOD₅:70²00 mg/L,COD_cr:120³00mg/L,TN:20⁵0 mg/L,NH₃-N:20⁴0 mg/L,TP:6¹0 mg/L。小城镇污水BOD₅/COD_Cr比值主要分布在0.4⁰.6之间,可生化性良好,然而常规二级生物处理工艺脱氮除磷能力有限,出水难以稳定达标。针对上述问题,本研究结合小城镇污水水质、水量波动大等特点,以小城镇污水V类水达标排放为目的,确定了以反硝化深床滤池为核心的污水深度处理工艺。通过小试装置,探究了反硝化深床滤池的最佳运行工况与处理特性,结果表明,采用乙酸钠作为外加碳源,进水C/N为5,水力停留时间为30 min时,反硝化深床滤池的处理效果最优。最优条件下,系统出水COD稳定在20 mg/L以下,出水NO₃^--N平均浓度为1.97 mg/L。以此为基础,结合化学除磷等工艺,实现二级出水的深度处理,保证小城镇污水处理厂稳定达标排放。基于小城镇污水可生化性较好的特点与反硝化深床滤池的处理特性,提出了小城镇污水提质增效处理工艺方案,并将其应用于我国西北地区典型小城镇——隰县下李乡,完成了污水处理构筑物的设计及主要工艺设备的选型,为我国小城镇污水处理项目的初步设计技术及经济分析提供了重要依据。小城镇污水的提质增效治理,将极大程度的降低城市污水对当地生态环境的不利影响,从而大幅度提升当地生态环境质量,改善居民生活条件,这对于促进地区协调可持续发展具有重大意义。