城镇生活污水普遍存在碳源不足的问题，严重影响污水生物处理过程中污染物氮和磷的去除。同时，随污水处理产生的大量剩余污泥(waste activated sludge，WAS)因其产量大且处理处置费用高，很难得到有效处理。现有研究表明，厌氧发酵过程中产生的短链脂肪酸（short-chain fatty acids，SCFAs）可用于低碳氮比(C/N)污水的脱氮除磷，从而使剩余污泥得到资源化利用。但在污泥发酵上清液利用过程中，需要进行沉淀、离心等复杂的操作步骤，大大降低了剩余污泥的利用效率且运营成本较高。为避免以上问题，本课题对剩余污泥厌氧发酵产酸及其发酵产物的直接利用进行了研究。　　采用实验室规模试验和批次试验进行研究，首先确定剩余污泥厌氧发酵产酸的最适条件;其次将剩余污泥碱性厌氧发酵物作为外加碳源直接投加至序批式反应器(sequencing batch reactor，SBR)中进行脱氮除磷，并对其投加量进行优化;随后就发酵物在最佳投加比下不同投加次数对脱氮除磷过程的影响进行研究;最后，提出一种强化剩余污泥厌氧发酵产酸的方法。　　适当的pH值能够促进剩余污泥厌氧发酵产酸，为期60 d实验室规模试验的结果表明:剩余污泥在碱性（pH值=10.0±0.2）条件下厌氧发酵更易产生SCFAs并使其累积，厌氧发酵物中平均C/N和碳磷比(C/P)分别高达18.9和57.0。继而，利用批次试验分别对剩余污泥碱性厌氧发酵物在反硝化和释磷过程中的利用情况进行研究。结果表明:反硝化过程中，当初始NO3--N=(15.0±0.5) mg/L时，发酵物的最佳投加比为3/100，此时，溶解性化学需氧量(soluble chemical oxygendemand，SCOD)利用率为42.1％，NO3--N去除率为100％;释磷过程中，发酵物的最佳投加比为1/50，此时，SCOD利用率为53.0％，净释磷量为22.8 mg/L。　　通过127 d的实验室规模试验对剩余污泥碱性厌氧发酵物的最佳投加比进行优化。结果表明:厌氧发酵物体积VF与反应器有效体积V(VF/V)的比值越高，反应初始C/N越高，总氮(TN)和正磷酸盐(PO43--P)的去除率也越高，但反应器内污泥沉降性能变差，污泥容积指数(sludge volume index，SVI)从69.5升高至156.5，污泥发生粘性膨胀。当VF/V=3/100时，能够满足排水比为50％的同时，进水C/N达到5.9，TN和PO43--P的去除率相对较高，即为最佳投加比。随后，通过164 d的实验室规模试验对最佳投加比下的不同投加次数进行对比，分别设置投加次数为三次投加(4∶3∶1)、两次投加(5∶3)和一次投加，主要考察了反应过程中TN、PO43--P的去除过程。结果表明:三次投加对TN的去除效果最好，平均去除率为69.9％;而一次投加对PO43--P的去除效果较好。　　最后，通过批次试验考察了铜离子(Cu2+)对剩余污泥厌氧发酵过程的影响，并对Cu2+预处理联合碱性厌氧发酵促进WAS产SCFAs的可行性进行研究。结果表明:剩余污泥经过Cu2+预处理可以促进微生物的破壁，从而大大提高其厌氧发酵产酸能力，最佳Cu2+预处理浓度和时间分别为25 mg/L(3.125 mg/(g·VSS))和48 h。Cu2+预处理联合碱性厌氧发酵，可以充分释放剩余污泥微生物体内的有机物作为发酵基质，延长最大产酸量的维持时间，在试验第8-16d，SCFAs产量为空白组（未经Cu2+预处理）的2.1倍。　　本课题对剩余污泥厌氧发酵物进行直接利用，既解决了反硝化和释磷过程中碳源不足及剩余污泥处理处置的双重问题，又简化了污泥发酵上清液作碳源利用时复杂的操作步骤，一举三得，对现有污水处理厂的运营及升级改造提供参考。同时，提出利用含铜废水促进剩余污泥厌氧发酵产SCFAs，以废治废，为提高污泥厌氧发酵产酸提供新方法。