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随着中国农业现代化进程不断加快、农村地区居民生活水平不断提高，各地为了使农村生活污水得到更加妥善的处理，改善农村地区的水环境而相继制定了较为严格的生活污水处理厂污染物排放地方标准（COD≤30mg/L，TN≤10mg/L和TP≤0.3mg/L），目前通过实地调研发现四川盆地地区普通乡镇生活污水处理厂二级处理出水TN、SS、COD等指标已不能满足地方标准，需要对污水处理厂尾水进行深度处理。
本研究以乡镇污水处理厂尾水为研究对象，以生物陶粒为填料，构建反硝化滤池模型开展污水处理厂尾水深度处理试验，优选外加碳源材料，研究不同水力停留时间、碳氮比对运行效果的影响，研究反冲洗方式，优化反硝化滤池运行的相关运行参数，为四川盆地乡镇污水处理厂提标升级提供数据支撑。主要结论如下：
（1）碱预处理和热预处理方式对麦秆、玉米芯、草屑三种碳源材料的静态释碳量与释碳持久性均有提升作用，其他污染物的静态释放量也相应出现增加；三种碳源材料以及经两种预处理方式后的材料前5天的释碳特征曲线均满足二级动力学方程，且拟合程度较好，麦秆、草屑以及这两种材料经过预处理后材料的最大释碳量cm（单位质量碳源材料在浸泡试验中最大释碳量）值均过高，麦秆原材料、碱预处理麦秆、热预处理麦秆5天cm值分别为405.35、609.54、886.24mg/(g·L)，草屑原材料、碱预处理草屑、热预处理草屑5天cm值分别为548.54、1116.74、1055.66mg/(g·L)，可能会带来二次污染的风险，并且其他污染物的释放量也会给出水水质带来一定的影响，所以优选玉米芯原材料、热预处理玉米芯、碱预处理玉米芯浸泡液作为反硝化滤池外加碳源。
（2）以葡萄糖为碳源进行反硝化滤池挂膜，人工接种挂膜方式成功挂膜时间短于自然连续培养挂膜方式，两种挂膜方式挂膜成功后，对TN、NO3--N、COD的去除效果差别不大并且较稳定，在同样的进水条件下人工接种挂膜完成后出水TN平均浓度为9.20mg/L，去除率稳定在50%以上，NO3--N去除率稳定在60%左右，出水COD平均浓度为32.24mg/L，去除率稳定在65%以上；自然挂膜完成后出水TN平均浓度为8.50mg/L，去除率稳定在53%左右，NO3--N去除率稳定在60%以上，出水COD平均浓度为35.12mg/L，去除率稳定在66%以上。
（3）通过单因素试验与正交试验发现碳氮比与水力停留时间对TN、NO3--N、COD的去除效果均有显著影响，但是对SS、TP、NH4+-N去除影响并不明显；正交试验确定的最优运行参数为：外加碳源为玉米芯原材料浸泡液，水力停留时间为60min，C/N为5.5；在最优运行参数下与热预处理玉米芯浸泡液为碳源的滤池和以葡萄糖为碳源的滤池进行对比，以玉米芯原材料浸泡液为碳源的滤池在运行期间出水TN、NO3--N、SS、COD、NH4+-N、TP平均浓度分别为7.77、3.99、7.43、24.23、1.13、0.27mg/L，去除率分别为52.65%、68.46%、53.81%、74.04%、47.95%、38.99%，脱氮效果及其他污染物去除效果均优于以热预处理玉米芯浸泡液为碳源的滤池，但以葡萄糖为碳源的滤池脱氮效果略优于以玉米芯原材料浸泡液为碳源的滤池；在以最优运行参数期间出现了季节变化，平均水温为24.30℃秋季时各滤池出水TN平均浓度分别为6.85、6.27、4.00mg/L，COD平均浓度分别为21.76、22.59、16.43mg/L；平均水温为15.20℃冬季时各滤池出水TN平均浓度分别为8.42、9.79、6.19mg/L，出水COD平均浓度分别为25.87、28.17、23.38mg/L，出水SS、NH4+-N、TP等其他污染物浓度则没有因为温度下降产生明显变化，三个滤池出水各污染物平均浓度均能满足《四川省岷江、沱江流域水污染物排放标准》（DB51/2311-2016）和《农村生活污水处理设施水污染物排放标准》（DB51/2626-2019）一级标准。
（4）使用玉米芯原材料浸泡液作为碳源时，去除单位TN成本(元/kg)只有使用葡萄糖作为碳源时的约1/6，节省了农村地区污水深度处理的成本，还可以促进农业废弃物的资源化利用，适合四川盆地乡镇污水处理厂尾水的深度处理。
本研究以乡镇污水处理厂尾水为研究对象，以生物陶粒为填料，构建反硝化滤池模型开展污水处理厂尾水深度处理试验，优选外加碳源材料，研究不同水力停留时间、碳氮比对运行效果的影响，研究反冲洗方式，优化反硝化滤池运行的相关运行参数，为四川盆地乡镇污水处理厂提标升级提供数据支撑。主要结论如下：
（1）碱预处理和热预处理方式对麦秆、玉米芯、草屑三种碳源材料的静态释碳量与释碳持久性均有提升作用，其他污染物的静态释放量也相应出现增加；三种碳源材料以及经两种预处理方式后的材料前5天的释碳特征曲线均满足二级动力学方程，且拟合程度较好，麦秆、草屑以及这两种材料经过预处理后材料的最大释碳量cm（单位质量碳源材料在浸泡试验中最大释碳量）值均过高，麦秆原材料、碱预处理麦秆、热预处理麦秆5天cm值分别为405.35、609.54、886.24mg/(g·L)，草屑原材料、碱预处理草屑、热预处理草屑5天cm值分别为548.54、1116.74、1055.66mg/(g·L)，可能会带来二次污染的风险，并且其他污染物的释放量也会给出水水质带来一定的影响，所以优选玉米芯原材料、热预处理玉米芯、碱预处理玉米芯浸泡液作为反硝化滤池外加碳源。
（2）以葡萄糖为碳源进行反硝化滤池挂膜，人工接种挂膜方式成功挂膜时间短于自然连续培养挂膜方式，两种挂膜方式挂膜成功后，对TN、NO3--N、COD的去除效果差别不大并且较稳定，在同样的进水条件下人工接种挂膜完成后出水TN平均浓度为9.20mg/L，去除率稳定在50%以上，NO3--N去除率稳定在60%左右，出水COD平均浓度为32.24mg/L，去除率稳定在65%以上；自然挂膜完成后出水TN平均浓度为8.50mg/L，去除率稳定在53%左右，NO3--N去除率稳定在60%以上，出水COD平均浓度为35.12mg/L，去除率稳定在66%以上。
（3）通过单因素试验与正交试验发现碳氮比与水力停留时间对TN、NO3--N、COD的去除效果均有显著影响，但是对SS、TP、NH4+-N去除影响并不明显；正交试验确定的最优运行参数为：外加碳源为玉米芯原材料浸泡液，水力停留时间为60min，C/N为5.5；在最优运行参数下与热预处理玉米芯浸泡液为碳源的滤池和以葡萄糖为碳源的滤池进行对比，以玉米芯原材料浸泡液为碳源的滤池在运行期间出水TN、NO3--N、SS、COD、NH4+-N、TP平均浓度分别为7.77、3.99、7.43、24.23、1.13、0.27mg/L，去除率分别为52.65%、68.46%、53.81%、74.04%、47.95%、38.99%，脱氮效果及其他污染物去除效果均优于以热预处理玉米芯浸泡液为碳源的滤池，但以葡萄糖为碳源的滤池脱氮效果略优于以玉米芯原材料浸泡液为碳源的滤池；在以最优运行参数期间出现了季节变化，平均水温为24.30℃秋季时各滤池出水TN平均浓度分别为6.85、6.27、4.00mg/L，COD平均浓度分别为21.76、22.59、16.43mg/L；平均水温为15.20℃冬季时各滤池出水TN平均浓度分别为8.42、9.79、6.19mg/L，出水COD平均浓度分别为25.87、28.17、23.38mg/L，出水SS、NH4+-N、TP等其他污染物浓度则没有因为温度下降产生明显变化，三个滤池出水各污染物平均浓度均能满足《四川省岷江、沱江流域水污染物排放标准》（DB51/2311-2016）和《农村生活污水处理设施水污染物排放标准》（DB51/2626-2019）一级标准。
（4）使用玉米芯原材料浸泡液作为碳源时，去除单位TN成本(元/kg)只有使用葡萄糖作为碳源时的约1/6，节省了农村地区污水深度处理的成本，还可以促进农业废弃物的资源化利用，适合四川盆地乡镇污水处理厂尾水的深度处理。