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城市污水处理厂进水的低碳氮比是影响污水厂生物脱氮效果的主要因素，分段进水工艺通过对各反应阶段进水流量的分配实现了原水中碳源的充分利用，使污水厂提高脱氮效率成为可能。本研究着眼于SBR间歇进水工艺在间歇式循环延时曝气活性污泥（ICEAS）污水处理工艺升级改造中的应用研究，在不投加碳源的情况下以期将总氮去除效率提高5%，从而减少排入河道的有机负荷。结合污水厂实际运行生产中出现的问题，本论文以实际生活污水为处理对象，从进水方式、排水比、运行模式及反硝化搅拌时间四方面分析提高污水厂脱氮效率的方法。首先，采用SBR反应器对比研究了进水方式与排水比变化时脱氮效果的变化，结果表明：间歇进水的运行模式避免了曝气阶段对原水中碳源的消耗，反硝化阶段可利用的碳源增多从而提高了脱氮效果，6h/周期间歇进水模式与原工艺连续进水模式相比总氮去除率可以提高20%，出水总氮浓度降低7mg/L，同为4.8h/周期运行时，间歇进水模式比连续进水模式总氮去除率高出8%，总氮浓度降低2.4mg/L；在4.8h/周期间歇进水模式下分三个阶段使排水比在20%至40%之间变化，每阶段两个反应器对比发现排水比越大则总氮去除率越高，只是在排水比为35%和40%时出水中氨氮浓度可达2mg/L，以排水比为30%为宜。其次，对ICEAS反应池和模拟原工艺的反应器进行全程监测，可以看出在出水中含有较高浓度的硝酸盐氮，两次搅拌两次曝气的运行模式下第二次搅拌阶段硝酸盐浓度几乎不下降，此阶段DO＞0.5mg/L不能形成缺氧环境，将两次搅拌合并为一次搅拌可以使反硝化充分进行；运用pH、ORP仪监测反应系统运行过程中反硝化结束时pH和ORP的标志性变化，对比研究表明：即使在碳源充足时搅拌48min和56min都不能使连续进水模式的反硝化进行完全，增加搅拌时间与曝气时间的比例（A/O比）可以强化反硝化效果，在A/O比≤1:1时，总氮去除率随A/O比变大而升高，且间歇进水模式脱氮效率高于连续进水模式，当A/O＞1:1时出水中氨氮浓度达到5～10mg/L，搅拌78min曝气90min比较合理。最后，通过建设与ICEAS反应池几何相似的中试反应池开展对比试验验证小试的结论，中试在调试时发现硝化能力不足的问题，通过更换曝气盘强化反应系统的硝化效果；排水比为17.6%，24.3%，21.7%时，对比研究原工艺模式与改进的间歇进水模式的脱氮效果得出，间歇进水模式总氮去除率提高了4%～5%，出水总氮浓度平均为10mg/L。