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磷酸盐在工、农业生产中有着不可替代的作用,但磷在自然界的流动在较短的时间基本上是单向的,如何保护和利用有限的磷资源是各国政府和学者研究的重要课题。城市污水中磷浓度可达6-23mg/L,其去除与回收具有十分重要的现实意义。蓝铁石结晶的污水/污泥磷回收(Phosphorus Recovery via Vivianite Crystallization,简称PRVC)技术,通过在厌氧污泥消化系统内投加Fe,促成Fe3(PO4)2·8H2O的结晶沉淀,从而达到磷去除和回收的目的。该技术无需新增污水/污泥处理设施,获得的蓝铁石产品价值可远超投加的低品质Fe(Ⅲ),因此具有十分广阔的应用前景。本论文通过搭建包括连续流A2/O单元与含铁运行污泥厌氧消化单元的PRVC型污水生物处理工艺系统,研究了投加Fe(Ⅲ)在污泥厌氧消化系统中的还原作用,及其对污泥厌氧发酵过程和产甲烷的作用；考察了含铁消化液回流至生物主体处理系统后,Fe在A2/O主体处理系统各单元中的形态与分布及其对主体处理系统COD降解与脱氮除磷效率的影响。得到主要结论如下：(1)投加FeOOH至厌氧消化系统后,大部分Fe以0.5M HCl不可提取Fe的形式存在,除一部分为污泥微生物结合态,主要去向可能为Fe(Ⅱ)的沉淀物,而液相的Fe以溶解态Fe(Ⅱ)为主。含铁消化液回流至A2/O主体处理系统,系统各单元中的Fe主要以溶解态的形式存在,厌氧池和缺氧池以Fe(Ⅱ)的形式为主,好氧池中的Fe主要为Fe(Ⅲ)。(2)投加Fe(Ⅲ)对污泥厌氧消化体系的产酸发酵过程有一定的促进作用,对产甲烷菌有轻微的抑制作用。总体上看,Fe(Ⅲ)的厌氧还原促进了厌氧消化过程中污泥有机质的降解。消化池含铁上清液回流至主体处理系统后,由于污泥生物量的增加,污水COD去除略有加强。(3)污泥消化系统中Fe(Ⅲ)的投加及其还原可使系统的除磷效率提高35.1%,在污泥表面观察到有类似蓝铁石Fe3(PO4)·8H2O的结晶产物生成。消化池含铁上清液回流后,生物主体处理系统的除磷效率亦有所提高。Fe(Ⅱ)可作为电子供体促进了缺氧池的反硝化作用,整体系统总氮去除率升高了15.9%。(4)投加FeOOH可有效改善消化污泥脱水性能,含Fe运行时消化污泥比阻下降86.2%。消化池含铁上清液回流至生物主体处理系统后,各池污泥的浓度上升11.86%,沉降性能也有小幅提高。