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抗进水流量冲击是衡量污水处理工艺处理能力的重要指标之一。为挖掘三级缺氧-好氧（AO）工艺的抗进水流量波动潜力，构建三级AO工艺小试装置，考察了不同进水冲击负荷（提高进水流量以缩短停留时间（HRT））对污染物控制的影响，并解析工艺不同功能单元污染物降解特性。结果表明：三级AO工艺具有较好的抗冲击能力；虽然流量增加导致出水污染物浓度升高，但HRT为12 h时，系统处理效果满足一级A排放标准；流量导致的HRT变化对不同功能单元去除有机物的影响较小，而对氨氮（NH4+-N）和总氮（TN）的冲击较大；通过物料平衡分析，延长HRT促进了好氧反硝化和反硝化除磷过程。本研究可为污水处理厂评估受纳污水量提供理论和实践依据。