近二十年来,因氮磷过度排放引起的水体富营养化已经成为我国重大环境污染问题之一。传统合成氨工艺及磷矿开采均需消耗大量能源,且磷矿还属于不可再生资源,而尿液含有大量氮磷,基于已有的尿液源分离系统已可以从便器中分离出纯度高于85%的尿液,所以从尿液中回收氮磷不仅具有重要的环境意义,而且有助于解决人类可持续发展的问题。采用电化学方法生成鸟粪石从而回收尿液中的氮、磷正越来越受到人们的关注,但由于电化学工艺往往能耗过高,在实际应用过程中受到限制。为此,本论文研究了电化学沉淀和电化学氧化协同作用,运用镁空气燃料电池（Magnesium-air fuel cell,MAFC）技术从尿液中以鸟粪石形式回收氮磷,以实现氮磷回收与同步产电。另外,针对尿液水解耗时过长的问题,研究了尿液水解规律,探究脲酶添加量对电化学沉淀的影响机制,以实现尿液储存时间的缩短及氮磷资源的最大化利用。研究内容主要分为两个部分:（1）水解尿液的氮磷资源回收及同步产电研究:获得多孔氧还原反应催化剂制备方法,设计并构建MAFC;探明以水解尿液作为MAFC电解液时,氮磷去除及反应过程动力学规律;解析电池外电阻调节对所回收沉淀性质的影响规律;研究MAFC产电性能的变化规律与作用机制。（2）尿液中脲酶添加量对磷资源回收的影响机制研究:获得脲酶促进尿液水解的pH变化规律及最佳初始pH;揭示以不同脲酶添加量的尿液作为MAFC电解液时,尿液的氮磷去除及反应过程动力学规律;分析不同脲酶添加量的尿液对回收沉淀的组成与性质的影响规律。本研究得到的主要成果如下:（一）设计了电化学沉淀和电化学氧化协同反应过程并构建MAFC反应器;成功将MAFC工作原理运用于水解尿液氮磷回收与同步产电,经25 min处理后磷去除率高达99%,出水磷浓度为0.28 mg L^–1,满足中国《城镇污水处理厂污染物排放标准》（GB18918-2002）中一级A标准所规定的出水磷浓度要求,电池最大输出功率密度为552.32 mW m^–3,回收每公斤磷的同时回收电能1035.06 KWh;成功以鸟粪石形式回收氮磷资源,所回收的鸟粪石纯度高达98%,与商业品性质相当;利用电极反应原位产生镁离子和氢氧根参与到鸟粪石沉淀反应,无需外加化学试剂,降低了工艺运行成本;提出了一种延缓镁板钝化且提高MAFC电化学性能的反应机制。（二）确定脲酶促进尿液水解的最佳初始pH值为5,脲酶失活的pH值为2;当体系初始pH从5上升到11时,随着pH增加,尿酶活性降低,尿液水解速率降低,氨氮的生成速率从1.818mg L^–1 min^–1下降到0.366 mg L^–1 min^–1;当脲酶添加量从1 mg L^–1增加至5 mg L^–1时,水解约5.5%的尿液花费的时间从3.5 h缩短到12 min;随着脲酶含量增加,回收沉淀的磷含量及鸟粪石纯度增加,Ca²⁺含量减少。本论文运用镁空气燃料电池技术从尿液中以高纯鸟粪石形式回收氮磷,实现了99%磷回收及同步产电。从源头控制了含氮磷废水的排放并进行有效的资源回收,不仅可以降低污水处理厂的运行成本、提升出水水质,还能创造出巨大的经济效益。