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随着水体富营养化问题的日益严重，城镇污水处理厂的出水标准进一步提高。传统的脱氮除磷工艺由于存在碳源不足、聚磷菌与反硝化菌对碳源存在竞争、泥龄矛盾难以协调等问题，出水氮磷难以达到《城镇污水处理厂污染物排放标准》(GB18918-2002)一级A标准;另一方面，水体中过剩的磷导致了富营养化，但其本身是一种宝贵的资源。双污泥反硝化聚磷-诱导结晶工艺(Anaerobic-Anoxic/Nitrifying/InducedCrystallization，A2N-IC)在有效地解决了上述问题的同时，还实现了磷资源的回收。 本文在成功培养了反硝化聚磷污泥和硝化污泥的基础上，采用A2N工艺作为对比参照，考察了不同进水水质对A2N-IC处理效果影响;探讨了A2N-IC工艺中生物除磷、化学结晶除磷的作用及两者关系;解析了化学结晶除磷与生物除磷系统的平衡过程。首次提出具有强化磷回收功能的A2N-IC-SBR工艺，并针对A2N-IC-SBR工艺出水氨氮不能达到一级A标准的问题，提出了改进方案。上述内容的主要研究结果如下: (1)双污泥的驯化及其脱氨除磷动力学研究。采用进水低碳高磷、两阶段的运行方式和逐步增加进水氨氮浓度的方法成功培养驯化了反硝化聚磷污泥和硝化污泥，并考察了其脱氮除磷的特性。结果表明:硝化速率满足零级动力学方程，好氧聚磷速率和缺氧聚磷速率均满足一级动力学方程;好氧聚磷污泥在未经过厌氧/缺氧阶段的驯化时已经具有了一定的反硝化聚磷能力，在不同浓度的硝酸盐和亚硝酸盐条件下，具有与反硝化聚磷污泥相似的脱氮除磷特性。 (2)不同进水水质对A2N-IC处理效果的影响。采用A2N工艺作为参照，考察了进水水质对A2N-IC脱氮除磷效果的影响。研究表明:在进水COD为250～300mg/L、氨氮为30～45mg/L、TP为4～14mg/L时，连续流A2N-IC出水TP小于0.2mg/L，均达到GB18918-2002一级A标准。与连续流A2N工艺相比，具有明显的优势。A2N-IC工艺中获得的结晶产物为羟基磷酸钙，能够达到磷工业的回收标准。氨氮和COD的去除效率与进水关系不大，均保持在85％左右。 (3)A2N-IC工艺特性与除磷机理研究。与A2N工艺相比，在相同进水条件下A2N-IC的释磷量明显降低，但A2N-IC系统仍然保留了强化生物除磷系统的特性，生物净除磷量以及聚磷量与释磷量的比值在A2N-IC工艺中有明显的提高;诱导结晶化学除磷在系统中具有双重作用:一方面增加了工艺对TP的去除途径，另一方面可以解决聚磷负荷与电子受体比例不协调的问题，为缺氧聚磷提供适宜的氮磷比;生物除磷系统和化学除磷系统的关系比较复杂，它们共同除磷，但是在低磷条件下存在着对系统中磷的竞争;A2N工艺从加入化学除磷开始至A2N-IC工艺稳定过程中，其结晶除磷占总除磷量的比例下降，稳定状态下最低;A2N-IC工艺中存在一种内在自发的生物除磷和化学除磷分配的调节功能，这种调节功能能够在一定程度上削弱突然改变（提高或降低）化学除磷量对系统的影响。 (4)首次提出了新型A2N-IC-SBR工艺，并考察了其强化磷回收特性。与原有的连续流A2N-IC工艺相比，在强化磷回收方面A2N-IC-SBR具有明显优势，化学除磷效率由连续流A2N-IC工艺中的9.9％～13.6％增加到A2N-IC-SBR工艺中41.2％～49.9％;且获得了片状的结晶产物。针对氨氮出水有时不能达标的情况，提出了改进方案，氨氮、TN、TP出水浓度均能够达到GB18918-2002一级A标准。 (5)连续流A2N-IC工艺中钙离子的变化规律。结果表明:在生物除磷反应器中存在钙磷沉淀或钙磷沉淀物溶解的现象。钙离子浓度在厌氧池和缺氧池出现下降，一部分形成钙磷不稳定结合物，另一部分在厌氧池中形成钙磷沉淀;硝化池和后置曝气池的钙离子浓度上升，说明钙磷不稳定结合物在较低pH或好氧聚磷的条件下又分解出钙离子。 论文的主要创新之处为:(1)首次提出A2N-IC-SBR新工艺，与连续流A2N-IC工艺相比，A2N-IC-SBR在强化磷回收上具有明显的优势;(2)首次发现了A2N-IC系统中存在一种内在自发的生物除磷和化学除磷分配的调节功能，该功能可在一定程度上削弱扰动对系统稳定运行的影响;分析了系统由刚加入化学除磷的不稳定状态到化学除磷和生物除磷之间建立了新平衡的稳定状态这一过渡过程;总结了化学除磷在A2N-IC工艺中的双重作用。 综上，与传统的脱氮除磷工艺相比，连续流A2N-IC工艺和A2N-IC-SBR工艺在脱氮除磷效果和磷回收功能上有明显的优势，具有良好的应用前景。本研究为该新型工艺的推广应用提供了重要的理论与技术基础。