为了开发投资少,运行成本低且产泥量少的生活污水处理工艺,本文首先采用化学强化一级预处理（CEPT）来处理农村和城市生活污水,并在此基础上对其产生的污泥进行了厌氧消化产甲烷研究,探索不同剂量的铁盐和铝盐对生活污水中污染物的去除效果并优化最佳絮凝剂类型和剂量,同时研究絮凝回收生活污水中的有机物后进一步资源化回收能源的可能性。其次,论文对经过CEPT预处理的农村生活污水采用人工湿地反应器进行了低耗处理,研究人工湿地反应器的启动和强化运行模式特征。最后,论文还研究了快滤模式的厌氧氨氧化生物滤柱反应器处理低氮废水的脱氮性能及抗氮负荷冲击能力,以期为经过CEPT预处理的生活污水的低耗处理提供技术选择。论文的主要结果及结论如下:（1）采用CEPT工艺对生活污水进行化学强化预处理时,相同剂量下Al³⁺对污染物的去除效果要优于Fe³⁺。综合考虑经济效益和处理效果,对水中污染物去除最优的絮凝剂为铝盐,最佳剂量为20 mg/L。农村生活污水在20 mg Al³⁺/L条件下,SS浓度可由125.00 mg/L降至9.00 mg/L,TP浓度可由5.38 mg/L降至0.44mg/L;城市生活污水在20 mg Al³⁺/L条件下,SS浓度可由206.00 mg/L降至26.00mg/L,TP浓度可由10.75 mg/L降至2.45 mg/L,表明采用CEPT工艺可以大幅降低生活污水的SS和TP浓度。（2）絮凝污泥的厌氧消化试验表明,不同剂量的Fe³⁺和Al³⁺的添加均对污泥的厌氧产甲烷存在抑制作用,且抑制作用均随着投加量的增大而增强。同时,在相同投加量下,Al³⁺的抑制作用强于Fe³⁺,甲烷的累计产气量更低。当Fe³⁺的投加量在10 mg/L及以上时,对厌氧产甲烷的抑制作用较为明显,而当Al³⁺的投加量在5 mg/L及以上时,对厌氧产甲烷的抑制作用较大。与自然沉淀的污泥（控制组）相比,当絮凝剂的投加量为20 mg Al³⁺/L时,甲烷的累积产气量减少41%。因此,若考虑CEPT污泥的进一步能源化,絮凝剂的类型及剂量需要进一步的探索。（3）采用人工湿地反应器处理预处理后的农村生活污水时,在无人工曝气阶段,系统对NH₄⁺-N和TN的平均去除率分别仅为25.30%和20.53%。采用曝气强化运行模式后,NH₄⁺-N的去除率随着曝气量的提高而增加。在总曝气量不变的条件下,曝气模式的改变对NH₄⁺-N的去除基本没有影响,但TN的去除效果在间歇曝气时优于连续曝气。在气水比为6.75:1的间歇曝气模式（曝气1 h,停止1.5 h）下,出水NH₄⁺-N浓度稳定且长期<5 mg/L,出水TN浓度稳定且长期<15 mg/L。（4）人工湿地中氮磷去除途径解析结果表明,人工湿地中植物、填料和微生物对氮去除的贡献率分别为2.27%、5.93%和91.80%,而人工湿地中植物、填料和微生物对磷去除的贡献率分别为15.72%、77.58%和6.70%。表明人工湿地中磷的去除主要依靠陶粒和火山岩的吸附作用,氮的去除主要依靠微生物作用。（5）生物滤柱厌氧氨氧化反应器处理低浓度已短程硝化的含氮废水（NH₄⁺-N为50.0±3.0 mg/L,NO₂^--N为52.0±3.0 mg/L）时,氮负荷率（NLR）从0.96 kgN/（m³·d）提高至4.86 kgN/（m³·d）过程中,反应器的最长适应期为24天,且在NLR为4.86kgN/（m³·d）时,TN的平均去除率稳定在86.24%,32 min的HRT下平均出水TN浓度稳定在14.20 mg/L（低于15 mg/L）。（6）生物滤柱厌氧氨氧化反应器的沿程水质测定结果表明,主要功能区在反应器的0-20 cm段,其总生物量浓度达到21.61 gSS/L,SAA达到0.82 gN/gVSS·d。微生物鉴定结果表明,整个反应器的厌氧氨氧化菌相对丰度达到了50%以上,且在20-47 cm段的生物膜中Candidatus Brocadia的相对丰度高达71.10%,表明连续上向流及逐渐缩短HRT的运行方式促进了生物滤柱反应器积累高丰度的厌氧氨氧化菌,是该反应器具备高效能脱氮的基础。