本课题采用曝气生物滤池工艺处理城市污水厂二级出水，以球形轻质陶粒滤料作为生物载体，通过试验，对曝气生物滤池工艺进行了系统的研究。结果表明:　　以陶粒为滤料，影响曝气生物滤池工作性能的主要因素有:气水比、水力负荷、有机负荷和填料层高度等。对于填料层总高度为1.5 m的上向流式曝气生物滤池，降解COD的最佳填料层高度在从底部起至80 cm处;NH3-N去除的最佳床层高度在距低部80-120 cm处;由于进水的有机物浓度较低，反应器的反冲洗周期较长，两周反冲洗一次可保证出水水质。在水力负荷为1m/h，气水比为3∶1的条件下，曝气生物滤池去除COD和NH3-N的效果良好。通过对滤池沿程污染物的测定，底部以碳化细菌为主，接近中部位置硝化细菌占优势。　　通过对滤料表面的生物膜进行电镜扫描可知，滤料表面附着的生物膜，含有杆菌、球菌、丝状菌等菌种，滤柱底部生物膜较厚，其上部的则较薄，硝酸菌是微生物中的优势菌种。滤料表面微生物量和微生物活性明显呈梯形分布，从进水端到出水端，分别呈逐渐下降的趋势。曝气生物滤池对污染物的去除主要集中在滤柱下部及中部部分，这种现象同滤料表面微生物量和微生物活性的沿程分布趋势是相一致的。　　短程硝化滤池中，在设定温度为30℃，控制DO的浓度为2-4 mg/L的条件下，挂膜完成后NO2--N实现了很好的积累，且NO2--N的浓度随滤层高度的增加而增大。通过不同pH值对NO2--N累积的影响得出， pH应值保持在8.0-8.5之间。通过接种挂膜法对反硝化生物滤池进行挂膜的速度较快。稳定运行期间碳源不足会造成脱氮不完全，引起NO2--N的积累，其次，NO和pH也会对其产生影响。短程硝化反硝化滤池联合运行后，NH3-N的去除效果很好，保持在90％以上。在无外加碳源的情况下，出水中TN浓度较高，其存在形态以NO2-N为主。在添加了外碳源乙酸钠之后，TN的去除效果立即达到了80％以上。在此实验中，投加的C/N比为3∶1， COD的出水浓度在15 mg/L一下，表明投加比实际可行。　　通过本实验的方法对二级出水低浓度污水进行处理，可有效的降低污水的中的NH3-N含量并且通过短程硝化反硝化作用脱除水中的氮物质，并达到了《污水再生利用工程设计规范》GB50335-2002中的电厂循环冷去系统补充水标准中对氮的要求。