随着世界范围内水体富营养化问题的严重，污水处理厂中对氮和磷的排放标准也日趋严格。在我国，城市生活污水普遍存在碳氮比低的问题，这就导致了脱氮除磷碳源不足，需要通过投加化学碳源的方式提高处理效率。另一方面，随着我国污水处理量的不断提高，剩余污泥的产量增大，这也增加了污水处理厂的运行费用。因此，实现剩余污泥的资源化、减量化成为新的研究热点。本文针对以上两个问题，将污水处理与污泥处理相结合，以低碳氮比（C/N）实际生活污水为研究对象，通过剩余污泥的发酵产酸过程为生物脱氮与除磷提供有机碳源，同时达到污泥减量的目的。本文主要研究内容和结果如下:　　(1)考察了微曝气条件下剩余污泥、发酵污泥以及二者的混合污泥的硝化特性，发现在混合污泥系统中，除碳反应与硝化反应不存在明显的先后顺序，且有限的溶解氧对发酵系统内的挥发性有机物释放无明显的抑制作用。　　(2)首次建立了短程硝化联合污泥发酵耦合反硝化系统(PNSFD-SBR)，具有良好的脱氮性能，在进水C/N小于3且无外加化学碳源的情况下，该系统在长达209天的运行期间，氨氮去除率平均为95.6％，总氮(TN)去除率平均为92.3％，出水TN小于10mg/L。长期闲置/好氧/缺氧的运行方式导致系统内出现释磷与过量吸磷的现象，在稳定运行期间平均溶解性磷酸盐(SOP)去除率为73.5％，通过磷的物料平衡计算发现系统内总磷(TP)平衡率为99.2％。通过外源剩余污泥的发酵作用，PNSFD-SBR具有一定的外源污泥减量特性，其污泥减量率和污泥处理能力分别为21.6％和0.16kg VSS/(m3·d)。　　(3)PNSFD-SBR通过pH/DO过程控制可以有效控制系统的短程硝化、发酵耦合反硝化过程，防止发酵过程中磷与氨氮的过量释放，在外源污泥投加量变化、进水C/N波动时仍能保持稳定的TN去除效果，对PNSFD-SBR的脱氮与除磷特性具有重要意义。　　(4)Illumina Miseq高通量测序结果表明，系统内主要功能菌群为Rhodocyclaceae(50.8％)、Anaerolineaceae(5.4％)、Candidate division OP3norank(4.9％)、Saprospiraceae(3.3％)、PHOS-HE36(2.7％)和Comamonadaceae(2.3％)。　　(5)通过考察溶解氧、进水氮负荷和外源污泥类型对PNSFD-SBR脱氮除磷的影响，发现:微曝气(DO＜1mg/L)有助于维持短程硝化，并可促进后续的发酵耦合反硝化过程，有助于实现外源污泥减量;通过增加进泥量可以在进水氨氮负荷升高时使系统总氮去除率保持在88.0％，系统具有一定抗冲击负荷能力;以全程硝化系统的剩余污泥作为PNSFD-SBR系统的外源污泥，使系统的亚硝积累率由平均95.3％下降至0，但系统仍保持良好的脱氮性能，平均氨氮去除率和总氮去除率分别为95.9％和88.9％。　　(6)部分短程-同步污泥发酵、反硝化、厌氧氨氧化(PNSFAD)系统的建立进一步节省脱氮所需碳源，当部分短程硝化阶段NO2--N/NH4+-N控制在2.1-3.9时，系统达到最佳运行效果，氨氮去除率与总氮去除率分别为88.0％和85.4％。