能源的短缺和水生态环境的污染问题逐渐成为决定人类未来命运的重大挑战。因此,科研工作者们针对清洁能源的开发和水资源的可再生利用展开了深入地研究。本课题以人工模拟配制低C/N的城市生活污水作为原水,应用反硝化除磷产电工艺研究了各影响因素下对系统稳定运行所起的作用,并对工艺的各运行参数进行优化控制,取得了一定的成果。反硝化除磷产电工艺以双污泥系统和反硝化除磷理论为基础,结合微生物燃料电池技术。利用反硝化除磷技术去除水中的污染物,如COD、N、P等;利用微生物燃料电池技术将污水中的化学能直接转化为电能。硝化细菌和DPAOs分别存在于独立的反应池中,克服了单污泥系统中污泥龄的矛盾,同时削弱了聚磷菌和DPAOs之间对于碳源的竞争,大幅度提高了脱氮除磷效率和系统的稳定性。为了进一步了解反硝化除磷产电工艺高效且稳定运行的影响因素,笔者首先对工艺系统进行试运行阶段,经过41天的调试运行,其脱氮除磷及除碳效果和产电性能逐渐提高并趋于稳定。最终DPRE系统对COD、氨氮、磷的平均去除率分别为89.69%、75.33%、76.11%,其出水平均浓度分别为 11.34mg/L、6.48mg/L、1.68mg/L。DPRE 系统开路电压最高达到0.621V,其平均开路电压为0.519V,产电性能良好。其次,在试运行的基础上进入探究各影响因素的试验运行阶段,笔者继续在不同梯度的进水盐度、进水pH、进水温度和硝化污泥回流比下对系统的处理效果和产电性能进行研究分析。结果表明,当控制进水盐度为0.5 g/LNaCl浓度,进水pH值为7±0.2,进水温度为20℃,硝化污泥回流比为1时,反硝化除磷产电工艺对COD、氨氮、P043--P的后三天平均去除率分别为94.89%、84.77%、81.18%,其后三天出水平均浓度分别为8.9 mg/L、1.57 mg/L、1.26 mg/L,后三天平均缺氧反硝化率为89.56%。微生物燃料电池的欧姆内阻为102.64Ω,其最大功率密度为131.41mW/m3。此时系统脱氮除磷及除碳效果最佳,产电性能良好,并将研究中确立的所有运行参数定义为本试验的优化控制运行参数。