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随着城镇污水厂数量与规模的快速扩增,污水处理主工艺活性污泥法带来的副产物-剩余污泥的产量与日俱增,因此对剩余污泥的处理处置一直都是焦点所在。磷是一种不可再生的矿产资源,利用过程具有单向流动性,因此针对磷的再生回收利用亦是社会的聚焦所在。本文采用超声-生物电化学系统处理污泥,并以生成鸟粪石为目标回收污泥中氮、磷,首先通过将剩余污泥进行超声破解,释放其内容物,再置于生物电化学系统中,利用释放的有机物进行生物降解产电,以提供污泥液中阴阳离子定向透过离子交换膜而迁移进入富集液中的驱动力,同时在系统阳极厌氧环境下,污泥进一步释放氮、磷,最后将富集到氮、磷的回收液通过磷酸铵镁（magnesium ammonium phosphate,MAP）沉淀法进行固定化结晶沉淀。本文将超声、厌氧水解、生物电化学系统以及MAP沉淀法四个工艺进行有机结合,对污泥的超声预处理、超声后污泥水解的参数优化、生物电化学系统氮磷富集效能、MAP沉淀法回收氮磷的影响因素及效能等方面进行研究。研究结果表明,污泥中氮、磷释放量与污泥自身的含固率、超声条件（时间、声能密度）等均成正相关,超声时脉冲比对污泥氮磷的释放影响程度不大;超声条件对磷释放的影响度程度为超声时间>污泥浓度>超声声能密度;超声声能密度0.78 w/mL,超声时间60 min,污泥浓度6 g/L为相对最优的氮磷释放条件,并且超声后氮与磷的释放配比满足MAP沉淀法需求。对超声后污泥水解研究发现,在同一超声能量下,低功率长时间条件下对氮、磷的释放效果优于高功率短时间组;随着超声波能量的增大,氮、磷的释放增多。构建并成功启动的生物电化学系统（Bio-Electrochemical System,BES）,对BES阳极运行模式的研究发现污泥单次投加稳定运行120 h（120 h为1个周期）,对于氮磷的富集效果好于每隔12 h更换BES阳极超声污泥离心液。四室反应系统中,5 g/L氯化钠回收液回收氮、磷的效果最优;采用不同浓缩液浓度时,阳极液中磷去除率均在64.57%以上,氯化钠回收液回收率最高可达91.13%;阳极液氮的去除率在50.60%-66.51%,氮的回收率在50%左右。五室反应系统中,以超声污泥上清液作为阳极底物运行一个周期后,阳极磷酸根、氨氮的去除率分别为60.41%、70.51%,氯化钠回收液富集到磷酸根58.35 mg/L、氨氮63.94 mg/L,回收率在61.54%以上,总磷、总氮的去除率分别为56.40%、44.72%;以超声污泥液为阳极液进行实验发现,系统经过运行240 h可以富集到94.90 mg/L PO43-,103.78 mg/L TP,69.86mg/L NH4+,85.20 mg/L TN。对系统回收液进行MAP沉淀研究中,获得的最优条件:磷酸根的初始浓度为75 mg/L,pH为10,Mg:P为1.8:1。由于系统回收液中富集的氨氮浓度远超研究中氮磷比4:1的浓度要求,因此无需额外氮源。对生成物进行扫描电镜和X-射线衍射分析,生成物为鸟粪石。仅从药品损耗角度分析,由于无需外加氮源,因此生成鸟粪石会产生盈利。综上,进行污泥中的氮、磷回收,可弥补磷资源有限,改善单向利用的现状,实现经济可持续性发展的同时带来经济效益、生态效益和社会效益。