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全国城镇污水处理及再生利用设施“十二”建设规划中指出“全面提升污水处理能力，加快污水处理厂升级改造，进一步提高污水厂的脱氮除磷功能”。因此，脱氮除磷仍是我国污水处理工艺亟待解决和提升的关键。利用实际城镇污水，强化脱氮除磷新型工艺的研发和技术的创新已成为近年来研究的热点。本研究以某污水处理厂的实际污水为研究对象，开发了一种新型污水处理工艺——升流式微氧-好氧（M/O）强化脱氮工艺，该新型工艺的主要单元为升流式微氧反应器，其集微氧环境下微生物脱氮途径丰富和升流式反应器有机物降解特性强等功能于一体，可为强化生物脱氮创造有利条件。本文通过在现场实际运行，针对污泥龄、水力停留时间及内循环比等关键参数，对M/O工艺的运行效果进行了研究，试验结果表明：污泥龄为25d、HRT为12h、内循环比为200%、外循环比为50%，为该工艺的最佳运行条件。在此工况下，系统对CODCr平均去除率为88.3%，平均出水浓度为22.8mg/L；总氮平均去除率为66.5%，平均出水浓度为16.9mg/L；氨氮平均去除率为91.8%，平均出水浓度为2.7mg/L；且在此工况下反应器运行效果稳定、活性污泥性能良好。控制相同运行条件，从污染物处理效果及工艺运行的稳定性等方面对M/O工艺和传统的缺氧-好氧（A/O）工艺进行对比研究，试验结果表明：M/O工艺整体脱氮效率要比A/O工艺高15.5%，该工艺的微氧及好氧段对氨氮和总氮的去除效果均好于A/O工艺，可能存在短程硝化反硝化及同步硝化反硝化脱氮现象；M/O工艺出水水质波动较小、运行稳定，对CODCr的去除能力及抗冲击负荷能力明显优于A/O工艺。对升流式微氧柱研究发现：升流式微氧柱内存在溶解氧浓度梯度及污泥浓度梯度，升流式微氧柱底部的污泥浓度为13.2g/L，溶解氧浓度为0.1mg/L；升流式微氧柱可以改变CODCr的组成成分，提高进水的可生化性及自身碳源的利用率；升流式微氧柱内污泥絮体粒径大部分在0500μm之间，平均粒径在230μm左右，可以形成厌氧、缺氧、好氧共存的情况，有利于多种脱氮途径的发生。