本论文以日处理为10000m³/d的深度处理水厂为研究对象，进行了曝气生物滤池（Biological Aerated Filter,BAF）工艺深度处理二级城市污水处理厂出水的实验研究。通过监测进出水的COD_Cr、BOD₅、SS、水温、氨氮、总氮、总磷、硝酸盐氮、亚硝酸盐氮等水质指标，得出实际运行BAF工艺深度处理二级城市污水处理厂的处理效果，进行了挂膜研究，并研究了温度、进水水质、负荷等因素对处理效果的影响，最后提出BAF工艺在实际运行中存在的问题及解决对策。研究结果如下：（1）曝气生物滤池工艺选择自然挂膜法，经过16d左右挂膜基本完成，并得出COD_Cr与氨氮的去除率不宜作为判断挂膜完成的标志。（2）BAF工艺对COD_Cr的平均去除率为16.6%，达不到出水标准，这是由水温、水力负荷、进水水质、容积负荷等因素造成。（3）随着有机负荷的增加BOD₅的去除率不断提高至86.9%，可知BAF工艺承受负荷能力较强；对可生化性进水，BOD₅浓度大小与BOD₅的去除率保持相同的增长趋势，说明生物膜对BOD₅去除效果较好。（4）水温在20℃以上时氨氮去除率均值为50.5%，去除效果较好；生物膜表面低浓度溶解氧及氨对亚硝酸盐氮的氧化会产生抑制作用，造成亚硝酸盐氮的累积；本次研究的BAF工艺对总氮、总磷的去除率很低，分别为5.5%、1.8%。（5）水温、水力负荷等对SS的去除不产生大的影响，而进水水质对SS去除率影响较大。