我国城镇污水排放标准日益严格,大部分污水池处理厂在现有工艺基础上无法达到处理标准要求,提标改造是很多污水处理厂的当务之急。本试验利用反硝化聚磷菌（DPAO_S）在缺氧段可利用NO_X^--N作为电子受体吸PO₄^3--P,同时进行脱氮除磷这种可以实现“一碳两用”的特性,进行中试试验;同时利用中试试验中污泥进行以探究反硝化聚磷菌脱氮除磷特性为目的的批次试验;对中试试验中污泥进行高通量测序,分析其微生物种群特征。以期为污水厂提标改造提供参考与试验数据的支撑。为了解基于反硝化聚磷中试的脱氮除磷特性,以实际生活污水为研究对象,在低温（6¹6）℃下开展了中试规模（20 m³）的反硝化除磷试验研究。结果表明,当T为6¹2℃,HRT为20h,SRT为35 d工艺可成功启动并稳定运行。稳定运行时,系统能保持60%±5%的脱氮率,80%±5%的除磷率,其中COD、NH₄⁺-N、总氮（TN）和总磷（TP）出水浓度分别为20mg·L^-1、5mg·L^-1、11mg·L^-1和0.5mg·L^-1,可达到《城镇污水处理厂污染物排放标准》（GB 18918-2002）一级A排放标准。为进一步考察该系统脱氮除磷特性,增大好氧池到缺氧池回流比至150%,待系统稳定后,系统可获得较高的脱氮除磷率,其中脱氮率为80%±10%,除磷率为90%±5%其中,缺氧池反硝化除磷的作用占总生物除磷的80%±4%,其中COD、NH₄⁺-N、总氮（TN）和总磷（TP）平均出水浓度分别为19.55mg·L^-1、0.1mg·L^-1、7.8mg·L^-1和0.15mg·L^-1,可达到京标A排放标准。在夏季进水水质受到降雨影响时,NH₄⁺-N、总氮（TN）和总磷（TP）出水波动较大,造成这一现象的主要原因为,部分明渠的存在导致进水水质受到降雨影响较大,具体表现为:在60天的降雨集中时间内,进水中NO₃^--N浓度大于1mg·L^-1的情况出现了15天,其中进水NO₃^--N大于2mg·L^-1的情况出现了4天,NO₂^--N进水浓度高于0.5mg·L^-1的情况出现了5天,其中进水NO₂^--N大于0.9mg·L^-1的情况出现了3天,进水COD浓度低于170mg·L^-1的情况出现了15天,其中低于150 mg·L^-1的情况出现了7天,甚至有一天出现了进水COD浓度为50mg·L^-1的情况。从而导致出水水质指标出现了波动,待进水水质稳定后出水水质也随即趋于平稳。为探究不同阶段中试试验微生物种群之间的关系与变化,将稳定达到一级A和京标A出水水质（分别对应天数为稳定运行至72d和115d）的中试试验中缺氧池污泥进行高通量测序,在纲水平上得到大量富集的菌群为γ变形菌（Gammaproteobacteria）、A变形菌（Alphaproteobacteria）、放线菌（Actinobacteria）、B变形菌（Betaproteobacteria）和梭菌纲（Clostridia）,在属水平上得到富集的反硝化聚磷菌为不动杆菌（Acinetobacter）、假单胞菌（Pseudomonas）、肠杆菌属（Ilumatobacter）和囊胚菌属（Blastocatella）。在进行探究DPAO_S的脱氮除磷特性的批次试验时发现当COD不作为厌氧释磷的抑制因素时,COD的浓度并不影响DPAO_S的释磷速率;在缺氧吸磷阶段过高的COD会抑制DPAO_S的吸磷速度,DPAO_S完全吸收PO4^3--P所用的时间与厌氧段DPAO_S释放磷酸盐的量成正相关关系。