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目前,人类活动导致过量氮、磷进入水体加速了富营养化过程。氨氮作为“十二五”期间新增约束性指标,已明确提出减排10%的目标；而具有不可再生性的磷资源,其探明储量仅能维持使用100年左右。磷酸铵镁(MAP)结晶技术,通过投加镁盐药剂,同时沉淀去除废水中的氮和磷,结晶产物可回收利用。该技术的应用己成为国内外在废水脱氮除磷及资源回收领域的研究热点之一。本论文针对目前高浓度氮磷废水处理及资源回收过程出现的一些问题—结晶过程控制、结晶反应器运行、高浓度有机氮废水生物处理等,采用反应条件调控、响应面建模、晶种投加、工艺组合设计等方法,开展磷酸铵镁结晶技术除磷工艺条件优化、折流式连续流磷酸铵镁结晶反应器除磷运行条件优化、回收厌氧过程高浓度氨氮同步提高产甲烷菌活性“厌氧反应-化学沉淀”循环耦合工艺研究等系列探索,为MAP结晶沉淀法脱氮除磷提供技术支撑和工艺优化分析,主要研究成果如下：(1)评估MAP结晶技术除磷工艺条件研究不同共存离子对MAP结晶过程的影响,并利用响应面法优化人工合成尿液废水磷去除和回收过程工艺条件和调控技术,结果表明：共存离子Ca2+和K+对MAP结晶磷去除回收效果干扰明显,CO32-离子干扰影响较弱；响应面回归模型中反应pH值(X1)、Mg/P比(X2)及Ca/P比(X3)的自变量显著性检验认为：X1、X2、X3、X1×X3、X2×X3、X12、X22、X32对磷去除率影响显著；实验结果认为：反应pH值和Mg/P比范围分别在8.5～9.5和1.0～1.2之间时磷去除率可达到99%；SEM-EDX和FTIR等表征分析认为：K+和Na+对结晶干扰不显著,Ca2+对MAP的纯度有明显影响,当人工合成尿液中Ca/P比<0.25时,MAP纯度高于85%,当Ca/P比>0.25时,MAP纯度降低,当Ca/P比=0.5时,MAP纯度仅有约70%。(2)优化折流式连续流磷酸铵镁结晶反应器(CCSBR)除磷运行参数开展了CCSBR磷去除回收工艺运行参数研究,并通过投加晶种技术强化MAP结晶沉淀,结果表明：由混凝区、静沉区和沉淀区组成的CCSBR运行过程中,Mg/P比、Ca/P比、Mg/P比×Ca/P比和Mg/P比×Mg/P比对磷回收去除率影响显著；当合成尿液废水中Ca/P比<0.5时,在初始pH值10.5～11.0、Mg/P比1.0～1.2、水力停留时间(HRT)1h,预制MAP晶种投加量2g/L条件下,磷去除效果理想,XRD、SEM-EDX(?)OFTIR分析显示沉淀产物的主要成分为MAP；当合成尿液废水中Ca/P比>0.5时,MAP磷回收技术不宜采用；CCSBR技术经济分析认为处理每m3合成尿液废水的成本约为13.04元,所产生的MAP可获得超过12.28元的收益。(3)开发“厌氧反应-化学沉淀”循环耦合工艺“厌氧反应-化学沉淀”循环耦合工艺的构建基于厌氧有机氮氨化技术和MAP结晶技术,厌氧出水中高浓度氮磷经结晶沉淀回收处理后回流至厌氧污泥区,降低系统内氨氮浓度对污泥消化的不利影响。本研究结合回流比(RR)、HRT及有机负荷率(OLR)等主要影响因素考察了“厌氧反应-化学沉淀”循环耦合工艺处理人工合成尿液废水运行效果,结果表明：当进水为合成尿液废水原水时,工艺运行最佳参数为：①UASB反应器HRT9h、OLR≤13kgCOD/(m3·d)、RR14：1、温度35±2℃；②CCSBR初始pH值11.0±0.2、Mg2+：NH4+：PO43-=1.15：1：1.15、预制MAP晶种投加量2g/L、HRT1h；③pH调节池调节剂为乙酸,出水pH值为6.5±0.1。最优参数条件下,①UASB反应器出水COD为120mg/L左右,出水pH为7.0左右,出水NH4+-N浓度超过720mg/L,氨化率达到90%以上,CH4产量和含量分别达到0.29mL/mg去除COD和70%,相较UASB反应器启动阶段最高值分别提高了20.7%和10%；②CCSBR出水pH值为8.7～9.3,NH4+-N和PO43-P平均去除率分别超过96%和60%。