当前我国南方大部分污水处理厂由于进水碳源不足普遍存在反硝化效果较差,脱氮效率低的问题,但污水排放标准却更加严格,城市对再生水需求量也日益增加,因此污水厂污水处理工艺的优化运行将备受关注。本论文的研究以保护东江水水质为目标,对东江上游排放污水特征进行调查研究,针对其污水低有机物浓度、高排放标准的特点,以南方某污水处理厂为示范基地探索节能、经济、高效的工艺运行工况,研究将积累一些污水处理厂生产运行方面的经验,取得工艺调控运行的具体参数,通过工艺的调控使出水水质稳定达标。本论文的具体研究内容如下:(1)研究区域水体污染特征研究;(2)通过对污水厂现运行工艺处理效果的研究,找出工艺运行中存在的主要问题——进水有机物浓度较低、A~2O工艺生物处理系统污泥浓度较低,生物性状不好且不稳定、污泥流失严重、整体工艺脱氮效果不好,特别是系统反硝化效果较差。(3)针对污水厂污水处理工艺存在问题,提出优化运行方案——外加碳源强化A~2O生物处理工艺反硝化效果、增加特种填料强化深度处理工艺反硝化效果、A~2O生物处理系统后投加混凝剂,减少生物系统污泥流失、改善污泥性状。(4)将优化方案应用于实际工程,并对污水处理系统优化运行后进行评估,经过一段时间的稳定运行,其出水水质可以稳定达到地表水Ⅲ类水的排放标准。研究区域排放污水呈现低浓度、高排放标准的特点,这类污水在东江上游流域以及南方很多污水处理厂均具有代表性,该研究可以为类似污水的处理提供参考。