摘要：目前城镇污水处理厂大多存在运行能耗高、污水处理效能低、脱氮除磷能力不足等问题,污水处理提质增效迫在眉睫。以出水可稳定达到一级A标准的南京市某污水厂改进UCT工艺为工程实例,通过全流程水质监测与微生物群落结构分析,探究优化工艺设计与运行对强化脱氮除磷的影响。结果表明,通过合理设置分段进水、多点回流比例和回流点位,UCT工艺可取得较好的脱氮效果,TN去除率可达到79.23%和82.29%;延长HRT、降低厌氧区进水浓度、增加内回流点数均有利于多种脱氮途径协同作用,尤其厌氧氨氧化脱氮贡献可提高7.48%;但强化生物脱氮与除磷条件之间存在拮抗作用。微生物群落结构分析显示,HRT的增长及内回流点的增加有利于提高微生物多样性,同时能使浮霉菌门(Planctomycetes)占优,丰度为29.48%~50.67%,好氧池硝化螺旋菌属(Nitrospira)受到抑制。研究结果可为国内现有污水处理厂提质增效提供工艺改进和运行优化方面的指导和依据。