近年来水体“富营养化”问题的日渐突出，赤潮现象频繁爆发，我国水污染情况日益严重，国家对此高度重视，并在“十二五”规划中明确提出了加强污水排放治理的要求。然而，现有污水处理厂对污染物去除单一，高能低效，运行不稳定等问题的存在，往往导致出水水质很难达到经济排放的标准。因此，在现有基础上如何经济合理地对传统工艺进行升级改造，去除有机物的同时实现高效的同步脱氮除磷效果，是现阶段急需解决的问题。　　缺氧好氧(A/O)分段进水工艺是近年来研究者们广泛关注的污水生物处理新技术，通过调节合理的进水流量分配比和缺氧区好氧区的体积比可以提高系统的总氮去除率。但由于该工艺结构上并未设置厌氧区，不具备除磷能力，因此为了强化氮磷的同步高效去除研究者经过深入的开发设计，在此基础上提出了改良UCT分段进水工艺。　　为推动改良UCT分段进水工艺的研究发展与实际应用，本文以北京市某城市污水处理厂实际生活污水为研究对象，全面系统地研究了改良UCT分段进水工艺同步高效脱氮除磷的原理和规律，详细地分析了工艺的运行特性、主要影响因素、脱氮除磷性能。　　本研究首先对比了A/O分段进水工艺和改良UCT分段进水工艺在处理低碳氮比生活污水时的性能优劣，通过对COD、氮、磷的去除特性分析发现，改良UCT分段进水工艺不仅可以在无外碳源投加的条件下充分利用原水碳源实现高效同步脱氮除磷，而且工艺本身厌氧区的设置和交替的缺氧好氧结构促使微生物的生长环境不断发生变化，污泥沉降性能得到了明显的改善。　　各段进水流量分配比是分段进水工艺的重要影响因素，为进一步优化改良UCT分段进水工艺的处理性能，对四组不同进水比工况下污染物的去除变化进行了研究。其中首段进水比的大小跟系统除磷性能的好坏呈现出明显的线性关系，当首段进水比提高到50％时，系统除磷率达到最大值97.2％。但综合考虑进水比对脱氮性能的影响，认为各段进水比为40％：30：％30％条件下系统对各污染物的整体去除性能最佳。　　在对系统性能的分析和运行参数的优化过程中发现改良UCT分段进水工艺因其工艺结构优势和分段进水策略的特性，好氧区发生了明显的同步硝化反硝化过程，计算得到32.8％的氮通过此途径被去除。同时缺氧区观察到显著的反硝化除磷现象，调节厌氧缺氧好氧区体积比为1:3:6、污泥回流比为100％、内循环比为75％，可以强化反硝化聚磷菌富基生长，进而提高系统的除磷性能。　　另外，本研究以低溶解氧控制策略成功启动了改良UCT分段进水工艺短程脱氮系统，研究表明交替的缺氧好氧运行方式，是该工艺维持短程脱氮的主要原因。在短程脱氮系统稳定运行阶段通过模拟实际水厂周期进水动态变化，开展了进水负荷对短程脱氮系统影响方面的试验。发现了亚硝酸盐积累率会随进水负荷的正弦变化表现出先升高后降低的规律，而总氮的去除性能并不会受到水量波动的影响，表明工艺具有抗冲击负荷的优势，同时其他相关试验结果的反馈为实际工程应用起到了很好地指导作用。