目前，我国小城镇的水污染问题严重，适用于小城镇的污水处理技术较少，较低的发展水平决定了小城镇选用的污水处理技术必须经济、高效、节能和简便易行，曝气生物滤池（Biological Aerated Filter，BAF）用于小城镇污水处理工艺中具有较大优势。本课题提出了B AF与两级沉淀组合工艺，在BAF小试和对一种新型沉淀池优化的基础上，设计加工了一套2m3/h的中试装置，并对其进行运行与优化研究。　　BAF硝化效果的小试试验结果表明，当气水比为4:1，HRT为2 h，BAF对NH4+-N的去除率为91％，当进水NH4+-N浓度低于40 mg/L时，出水NH4+-N稳定在5 mg/L以下。对新型沉淀池和普通竖流沉淀池内部流速分布进行模拟，发现新型沉淀池内部水流速度分布较均匀，普通竖流沉淀池和新型竖流沉淀池t10分别为0.90 h和1.45 h，t10/HRT分别为0.56和0.91，新型沉淀池池型优于普通竖流沉淀池。　　中试BAF在低温（12℃以下）条件下，20 d后运行稳定。BAF硝化单元气水比为5:1，其中硝化单元三个部分（2＃、3＃、4＃）的曝气量分别为2 m3/h、6 m3/h、2 m3/h，水力停留时间为2 h；稳定运行结果表明，系统对NH4+-N的去除率在95％以上，当进水NH4+-N低于35 mg/L时，出水NH4+-N在5 mg/L以下。反硝化单元（1＃）最佳回流比和HRT分别为100％和1.5 h；稳定运行期间，系统对TN的去除率达到55％，进水TN浓度低于40 mg/L时，出水TN在20 mg/L以下。系统对COD和SS的去除率分别为89％和98％，出水均达到一级A排放标准。　　中试装置未投加除磷药剂，稳定运行期间进水TP浓度为2.03~6.57 mg/L，系统对TP的去除率平均为68％，出水TP浓度平均为1.19 mg/L，其中BAF对TP的去除率为40％。向初沉池投加三氯化铁浓度分别为40 mg/L和70 mg/L时，系统出水稳定在1 mg/L和0.5 mg/L以下，前置除磷对COD的去除影响了反硝化过程的进行；向二沉池进水投加三氯化铁浓度分别为20 mg/L和35 mg/L时，能保证出水稳定在1 mg/L和0.5 mg/L以下，该工艺后置除磷明显优于前置除磷。　　对系统碳、氮、磷物料平衡分析结果表明，该系统进水中有15.5％的碳以污泥的形式排出系统，50.3％是通过硝化和反硝化作用去除。反硝化对氮的去除占总量的40.7％，45.6％则随出水排出。该系统中磷主要以污泥的形式排出，该部分占磷去除总量的65.5％。