由于氮、磷过量排放而引起的水体富营养化问题已成为当前人类最为关注的环境问题之一，致使污水排放标准中对氮磷的要求日趋严格，因而开发高效节能的污水生物脱氮除磷新工艺将成为水污染控制领域的研究热点。本试验采用序批式活性污泥法（SBR），以人工配制的模拟城市污水为处理对象，研究短程同步硝化反硝化除磷工艺的培养过程、去除效果、以NO2--N为电子受体的反硝化除磷过程及各主要影响因素，确定实现短程同步硝化反硝化除磷的最佳运行工况，同时还利用变性梯度凝胶电泳（DGGE）技术对短程同步硝化反硝化除磷系统中微生物的群落结构进行了初步探索。试验结果表明，通过控制厌氧时间、曝气时间、DO浓度以及排水方式，可以成功实现短程同步硝化反硝化除磷工艺的稳定运行。在稳定运行期间，控制进水COD浓度为178.85~253.76mg/L，NH4+-N浓度为25.65~30.1mg/L，TN浓度为26.81~32.37 mg/L，TP浓度为5.62~7.18 mg/L的条件下，短程同步硝化反硝化除磷工艺各影响因素最佳的控制范围是：DO为0.5~1.0mg/L，污泥龄为9~13d，温度为17~25℃。在此工艺参数范围内，COD、NH4+-N、TN以及TP的平均出水浓度分别为17mg/L、0.9mg/L、3 mg/L以及0.6 mg/L，平均去除率分别为92%、96%、89%以及90%。反硝化聚磷菌在利用NO2--N作为电子受体进行反硝化除磷的同时把NO2--N反硝化为N2，成功实现了短程反硝化除磷，从而达到高效脱氮除磷效果。在利用分子生物学技术研究微生物群落结构时，通过试验得出采用传统SDS+酶法可以从系统中提取得到较为完整的活性污泥DNA，并对此做了PCR扩增以及变性梯度凝胶电泳（DGGE），从而达到优化系统运行条件，提高污水处理效率的效果。