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广东某城镇污水处理厂首期工程规模为2.5×10~4 m~3/d,出水水质执行地表水准Ⅳ类排放标准。生物处理段采用多段AO生化池,能够充分利用原水碳源,减少回流,节约能耗,提高脱氮除磷效果。深度处理采用高效沉淀池+反硝化深床滤池工艺,以强化总氮、总磷和SS的去除。介绍了主要构筑物设计参数,分析了多段AO和反硝化深床滤池脱氮性能,总结了运行过程中存在的问题,并提出相应措施。实际运行数据表明,出水水质能够稳定达到准Ⅳ类标准。