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两级A/O工艺具有较高的总氮去除率、耐冲击负荷强、管理方便等特点,是目前去除高氮废水的主流工艺之一。剩余污泥经过热水解后产生的上清液,可用作提高反硝化效率的碳源,若将此方法运用到实际工程中,可实现剩余污泥资源化利用。本文通过剩余污泥热水解正交小试和中试,确定了热水解最适宜条件;采用两级A/O工艺中试系统模拟青吉污水处理厂的实际运行,以污泥热水解上清液作为外加碳源,进行了四个进水TN浓度梯度的中试,考察了污泥热水解上清液作为两级A/O工艺外加脱氮碳源的可行性,探究了所设计的两级A/O工艺耐冲击负荷的能力。构建了两级A/O工艺氮迁移转化模型,同时利用中试结果对模型进行了验证。主要研究结果如下:（1）以热水解上清液C/N比为评价指标的污泥热水解正交试验,综合考虑环保和能耗等因素,确定污泥热水解最适宜的组合条件为:污泥含水率为98%,热水解温度为80℃,热水解时间为90 min,不投碱。其水解上清液的C/N比为15,可用作两级A/O中试系统的外加碳源。（2）处理进水COD为600 mg/L左右、进水TN为70 mg/L左右的原水时,控制生物反应池中MLSS为5000 mg/L左右、硝化液回流比为150%200%,第二级缺氧池无需投加碳源,两级A/O中试系统出水即可以达到一级B排放标准。（3）处理进水COD为600 mg/L左右、进水TN为100 mg/L左右的原水时,控制生物池中MLSS为5500 mg/L左右、硝化液回流比为250%,向进水池中另加约150 mg/L的碳源（以COD计）,或向第二级缺氧池中投加约30 mg/L的碳源（以COD计）,出水即能达到一级B排放标准。（4）处理进水COD为600 mg/L左右、进水TN为120 mg/L左右的原水时,控制生物池中MLSS为6000 mg/L左右、硝化液回流比为300%,向第二级缺氧池中投加约45 mg/L的碳源（以COD计）,系统出水能达到一级B排放标准。（5）处理进水COD为600 mg/L左右、进水TN为140 mg/L左右的原水时,控制生物池中MLSS为6000 mg/L左右、硝化液回流比为300%,向第二级缺氧池中投加约80 mg/L的碳源（以COD计）,系统出水能达到一级B排放标准。即使向第二级缺氧池投加高达80 mgCOD/L的污泥水解上清液,其自身所携带的N和P等物质也不会对系统出水水质产生不良影响,污泥热水解上清液可用作深度脱氮的优质碳源。（6）构建了两级A/O工艺氮迁移转化模型TNi=（C+1.6）+（R1C+R2C1）×r1+（1+R1）×C1×r2+0.059X/θc,对不同工况的中试结果与模型预测结果进行对比分析,结果表明在进水TN不超过140 mg/L的条件下,模型预测精度较高;对于启用二级脱氮的工况,需考虑温度对第二级缺氧池反硝化率的影响,对模型进行修正。所构建的模型可用于优化青吉污水处理厂两级A/O工艺的运行参数,指导该厂经济运行。