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随着全球变暖、气候异常现象越演越烈,温室气体减排成为国际社会公认的重要举措之一。N2O、CO2和CH4是温室效应最强的三种气体,其中N2O和CH4的温室效应分别是C02的310倍和23倍。污水生物处理过程是N2O、CO2和CH4的重要人为释放源,而A/AO工艺是目前应用最广泛的污水生物处理工艺之一。因此,研究A/A/O工艺处理城市实际污水过程中N2O、CO2和CH4的产生和释放规律并探讨减排措施,具有重要的理论和工程实践意义。本论文以厌氧-缺氧-好氧(A/A/O)工艺系统为研究对象,对不同工艺条件下(碳氮比C/N、水力停留时间HRT)城市实际污水中主要污染物(有机物、氮、磷)的去除效果进行了系统研究,并对不同处理单元的生物源温室气体(N2O、CO2和CH4)释放情况进行持续监测,分析了不同工艺条件对温室气体产生和释放的影响；同时,采用分子生物学技术,对系统中微生物种群结构进行了分析。主要研究内容及结果如下：(1)对不同的水力停留时间(HRT)条件下系统中主要污染物的去除效果和生物源温室气体(N2O、CO2和CH4)产生和释放进行研究,发现系统不同的HRT对COD、TN、TP的去除效果和温室气体的产生和释放都有影响。综合考虑污水处理过程中生物源总温室气体(N2O、CO2和CH4)的减量化控制和污染物去除效果,系统的最佳HRT为9.6h。根据IPCC的报道,污水生物处理系统释放的生物源CO2不属于温室气体的“净排放”,综合考虑污水处理过程中生物源净温室气体(N2O和CH4)的减量化控制和污染物去除效果,系统的最佳HRT为12h。(2)对不同的碳氮比(C/N)条件下系统中主要污染物的去除效果和生物源温室气体(N2O、CO2和CH4)释放情况进行研究,发现分别维持系统中进水碳负荷和氮负荷不变时,不同的C/N条件对COD、TN、TP的去除效果产生不同的影响。随着进水C/N的增加,系统各处理单元中N2O的产生量和释放速率都明显降低,但导致了CO2和CH4的产生量和释放速率明显升高。综合考虑污水处理过程中生物源总温室气体(N2O、CO2和CH4)的减量化控制、污水处理的经济效益和污染物去除效果,系统的最佳C/N比为7.0-7.5。根据IPCC的报道,综合考虑污水处理过程中生物源净温室气体(N2O和CH4)的减量化控制、污水处理的经济效益和污染物去除效果,系统的最佳C/N比为10.0-11.0。(3)采用FISH和PCR-DGGE等分子生物学技术对系统中微生物种群结构进行了分析,发现系统活性污泥中氨氧化菌的含量丰富,亚硝酸盐氧化菌的含量较少。系统中厌氧池和缺氧池的微生物种群相似度很大,进入好氧池后,微生物种群逐渐发生变化。