黑臭水体以及水体富营养化等严重水污染问题导致污水处理排放标准不断提高,这就使得既有工艺不得不升级改造,亟需一些新技术应用于升级改造或新的工艺设计。责针对我国市政污水碳源含量普遍偏低,常常需要依靠投加碳源以及化学药剂达到脱氮除磷的现状,课题研究采用一种化学除磷辅助生物除磷的新技术,充分利用厌氧上清液PO₄^3--P含量高、化学除磷宏量效果好、生物除磷微量效果佳的特点,在不外加碳源和只少量投加化学药剂的情况下,达到磷回收与生物除磷双完美的效果。采用小试规模改良的5单元UCT工艺,并设计一厌氧上清液侧流磷回收单元。研究采用数学模拟辅助实验室试验的方法,以模拟结果指导试验运行,试验结果再反馈校正模型参数。小试装置稳定运行后脱氮除磷效果一直较好(出水TN<10 mg N/L,TP<0.5 mg P/L,PO₄^3--P<0.1 mg P/L),工艺模拟值与实测值亦拟合较好。模拟及试验结果表明,小试装置最佳运行工况为:Q_A=1.5Q_IN,Q_B=2Q_IN和Q_C=0。模拟及试验结果表明,当人工配水COD≤220 mg/L（COD/N=4.4并COD/P=44）时,出水开始TP>0.5 mg P/L、PO₄^3--P>0.1 mg P/L,显示出生物除磷碳源已不足。此时,保持进水水质不变,开始实施厌氧上清液侧流磷回收。模拟与试验均表明,当侧流比(Q_SN/Q_IN)从10%上升至30%时,磷回收（占进水TP负荷的58%）后的上清液再回流至主流工艺时已间接提高COD/P比至77,从而使出水TP再次达标。结果,实现了磷回收,同时还省去外加碳源投加,具有一石两鸟之效果。厌氧池氧化还原电位（ORP）对磷释放以及后续生物磷去除具有明显的影响作用。试验表明,要想获得较好的生物除磷效果,厌氧池ORP应维持在<-200 mV。与此同时,厌氧池ORP也会对聚磷菌（PAOs）组成产生一定影响。16sRNA基因组序列检测发现,当厌氧池ORP=-100 mV左右（正常厌氧环境）时,PAOs几乎全是Accumulibacter菌属,而当厌氧池ORP=-300 mV左右（深度厌氧环境）时,出现极为少量的Tetrasphaera菌属（0.0013%）,说明厌氧池ORP控制很重要。