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近年来,从一级B标到一级A标的提标改造已成为城镇污水处理厂运行管理目标。根据主要污染指标TP、TN、SS的去除机理可知,TP和SS可以通过生物或化学或物理等多技术途径被去除,但在氨氮硝化完全的条件下生成的NO3-N在水溶液中却只有通过生物技术去除。尽管新型的生物脱氮技术层出不穷,但是应用于城镇污水生物脱氮的技术依然是消耗碳源的异养脱氮技术,碳源已成为制约生物脱氮效率的重要因素,投加甲醇、葡萄糖或发酵物质等外碳源已成为污水处理厂尤其是低碳源污水处理厂TN达标排放或提标的重要保障措施。目前,污水处理厂为了实现TN稳定达标或提标,大多数采用了完全硝化模式,曝气池DO远高于2mg/L,碳源有机物可以得到较彻底的氧化,活性污泥自养化衰减系数也处于较高状态。显然,这种运行状态加剧了低碳源污水处理过程中碳源的匮乏程度,影响了外加碳源的反硝化效率。基于此,本研究以重庆市某低碳源污水处理厂为研究对象,在现有基础上优化溶解氧和内回流比等工艺运行参数,尽可能提高低碳源污水处理系统的自身生物脱氮效率,在运行参数优化的基础上,进一步研究基于TN提标的外碳源投加技术。研究结果表明:（1）适当降低好氧段溶解氧有助于生物脱氮效果的提升。试验结果表明,在进水COD平均为220 mg/L,TN平均为57.3 mg/L时,当好氧段末端溶解氧由污水厂最初的2.5 mg/L减小至1.5 mg/L时,生物脱氮的去除率最高,由原来的62%提升至70%以上,出水TN能够稳定达到一级B标,最低可达到17.9 mg/L。生物脱氮的效率提高的主要原因是好氧段同时硝化反硝化能力得到了提升。（2）在好氧段末端DO控制在约1.5 mg/L,进水COD平均为261 mg/L,TN平均为52.1 mg/L的条件下,当内回流比由180%分别提升至250%和300%时,TN去除率由优化前的60.8%提升至62.7%和66.5%。出水TN由优化调整前的平均20.5mg/L下降至18.7 mg/L,最低可达到17.1 mg/L。（3）在好氧段末端DO约为1.5 mg/L,内回流比为300%,SRT为25d的运行条件下,在污水厂生化池缺氧段投加外碳源。当进水COD平均为229 mg/L,TN为49 mg/L,投加1.3倍核算值的乙酸钠时,出水TN最低能够达到3.29 mg/L,TN去除率高达91.4%。投加等量葡萄糖时,出水TN最低达到8.19 mg/L,去除率约为80%,投加效果不如乙酸钠。根据投加乙酸钠的试验结果核算,若要将日处理量为9万m3的污水厂每日削减10 mg/L的TN,每日乙酸钠投加成本约为33653.7元。（4）在连续投加一段时间外碳源后,减少外碳源的投加量,系统仍能够保持一周左右的高效脱氮。研究结果表明,在进水COD约为190 mg/L,TN约为40 mg/L时,夏季连续投加14天外碳源后停止投加,仍然能够保持78天的高效脱氮,相比于未投加碳源时平均17.14 mg/L的出水TN和57.8%的去除率,停止投加碳源后出水TN可达到为3.17 mg/L,去除率达到了91.5%。但在冬季连续投加外碳源后停止投加,出水TN会迅速回升至11.2 mg/L,失去高效脱氮效果,投加外碳源时会表现出比核算削减量更多的NO3-N,故可以通过适当减少外碳源投加量,在保证生物脱氮效率的同时节省运行成本。（5）在进水COD约为190 mg/L,TN约为40 mg/L时,研究结果表明,当污泥负荷由0.12 kg COD/（kg MLSS·d）提升至0.18 kg COD/（kg MLSS·d）,连续投加14d外碳源后停止碳源投加,出水TN依然能达到2.20 mg/L,去除率高达94.4%。按照持续8天高效脱氮核算,能够为9万m3污水处理厂节省碳源费用约23.3万元。