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近年来随着城市工业化的发展，城市生活污水以及副产物污泥中砷的含量也越来越多。众所周知，砷具有很强的毒性，且砷的形态容易随着环境的改变而变为可移动的砷，进而导致更大的砷污染。本文首先研究了不同的铁盐混凝剂在不同pH值、铁砷比等条件下对含砷废水中砷的吸附效果及抗坏血酸和厌氧微生物分别存在的条件下铁、砷的还原规律;其次以城市污泥为研究对象，通过中温厌氧发酵模拟实验，结合液相色谱-氢化物发生-原子荧光联用法及高通量测序等手段研究了城市污泥厌氧发酵过程中砷形态的转化特征及其可能存在机制，并且探讨了pH、DOM、微生物等各种因素的对砷形态转化的影响。论文主要研究结果如下: 1.从Fe(Ⅲ)化合物吸附废水中的砷进而起到固定砷作用入手，首先研究pH值和铁砷比对砷吸附结果的影响，然后研究铁砷化合物的还原性溶解对砷释出的影响。研究结果:表明氯化铁除砷效果最好、硫酸铁次之、氧化铁稍差。As(Ⅴ)吸附去除的最佳pH范围为3～9，且铁砷比越大砷的去除率越大。Fe(Ⅲ)为氯化铁、硫酸铁时，还原后砷的溶出率与铁的溶出率呈正相关，且Fe(Ⅲ)为硫酸铁时相关系数大于氯化铁，最大相关系数为0.98，说明砷的释出与铁的还原溶解有关。Fe(Ⅲ)为氧化铁时，还原后砷的溶出率与铁的溶出率的相关系数很低，所以氧化铁溶液中还原后砷的释出与铁的还原关系不大。 2.在前期研究的基础上，选用FeCl3作为净水剂，研究厌氧微生物存在的条件下砷、铁的还原规律。结果表明:在FeCl3溶液中加入厌氧微生物后溶液的pH值先有所降低然后保持平稳，Fe和As都发生一定的还原反应，即Fe由Fe(Ⅲ)还原成Fe(Ⅱ)，As由As(Ⅴ)还原成As(Ⅲ)，且Fe的还原伴随着As的还原，说明了砷的释放与氢氧化物还原相关。 3.以城市污泥为研究对象，污泥初始浓度分别为30g/kg、40g/kg、50g/kg，初始砷(Ⅴ)浓度均为10mg/kg，通过中温厌氧发酵试验及液相色谱-氢化物发生器-原子荧光联用技术，研究厌氧发酵过程中As(Ⅴ)的转化特征。结果表明:厌氧发酵过程中污泥溶液中As(Ⅴ)被还原成As(Ⅲ)且厌氧发酵第20天时还原转化率最高达90％，污泥浓度越高As(Ⅴ)转化率越高，污泥初始浓度为50g/kg时As(Ⅲ)占总砷的比例是污泥浓度为30g/kg时的0.75倍;厌氧发酵过程中As(Ⅲ)占总砷的比例随着pH的升高而升高，且在pH为7.42～7.9之间时As(Ⅲ)占总砷的比例达到最大。在7.42～7.9之间，Fe(Ⅲ)被还原为Fe(Ⅱ)，溶液中Fe(Ⅱ)占主要比重，同时使得Fe(OH)3之前吸附的砷大部分释放回溶液。 4.通过中温厌氧发酵试验及液相色谱-氢化物发生器-原子荧光联用技术，设置初始砷浓度分别为5mg/kg、10mg/kg、15mg/kg，污泥初始浓度均为50g/kg，污泥厌氧消化过程中不同分子量DOM条件下As(Ⅴ)形态转化的研究。结果表明:DOM能与无机砷形态结合，使溶液中自由溶解态As(Ⅴ)减少，试验结束初始砷浓度为5mg/kg、10mg/kg、15mg/kg的体系中As(Ⅲ)的含量分别为820.77μg/kg，505.691μg/kg，1114.98μg/kg; DOM浓度与溶解态砷的含量呈正相关，即DOM携带有大量的电荷和基团，会改变可溶性砷的氧化还原电位，并与砷竞争在胶体上的吸附点位，使得溶解性砷增加;DOM对砷的吸附作用与初始砷浓度成正相关,即砷初始浓度的越大，DOM在一定的吸附容量承载力内吸附砷越多;pH在6.43～6.8之间，溶液中主要是As(Ⅴ)存在，随着厌氧还原的进行，反应pH的升高，As(Ⅲ)含量逐渐增多，As(Ⅴ)含量减少。5.利用16SrRNA基因扩增子高通量测序技术，考察了初始砷浓度分别为5mg/kg、10mg/kg、15mg/kg，污泥初始浓度均为50g/kg的厌氧发酵悬浮液中菌群特征，研究厌氧发酵菌群随发酵时间的变化对As(Ⅴ)形态转化的影响，为治理砷污染土壤提供理论依据。结果表明:在厌氧微生物的作用下，厌氧系统中的砷主要以As(Ⅲ)的形式释放到溶液中;厌氧发酵系统微生物多样性在第15～30天间随着厌氧发酵时间的增加而降低;厌氧环境下污泥中砷的释放是由硫酸盐还原菌(SRB)、铁还原菌Geobacteraceae和砷还原菌Geobacter共同作用的结果;同时在厌氧系统污泥中，富集的微生物中优势种属还包括了Steroidobacter、Longilinea、Blastopirellula，这些微生物能够降低体系中的Eh，使Eh达到Fe还原的阈值从而对砷的释放起促进作用。