我国目前水环境形势十分严峻,以城镇污水处理厂为点源的污染控制非常重要。广东省某污水处理厂进水碳源较低,出水排入东江上游水质安全要求高,要求COD、总磷、总氮和氨氮的出水稳定达到《地表水环境质量标准》（GB3838-2002）的Ⅲ类水质指标。传统生物脱氮除磷工艺需投入大量外加碳源,而且必须辅以化学除磷才能满足这种高标准出水要求,使得整个工艺的运行成本大大增加。本研究以生物化学脱氮除磷为理论依据,在此基础上提出添加零价铁促进脱氮除磷方案,针对低碳源污水,对零价铁耦合甲醇脱氮除磷的可行性、影响因素、最优条件以及反应机理进行了探讨及研究,在提高系统脱氮除磷效率的同时,减少外加碳源和化学除磷药剂,研究成果对我国南方地区低碳源污水处理厂优化脱氮除磷和降低化学除磷成本有着实际应用价值。主要结论如下:（1）相比于二价铁和三价铁,零价铁对脱氮促进作用更加明显,经过实验证明零价铁耦合甲醇脱氮除磷是可行的;（2）40mg/L的零价铁有利于零价铁耦合甲醇生物脱氮,随着零价铁浓度的升高反而出现抑制现象,零价铁对磷的去除效果随着零价铁浓度的上升而提高;125mg/L的甲醇有利于零价铁耦合甲醇生物脱氮,过高的甲醇浓度微生物已无法利用,甲醇对磷去除的影响不明显;（3）零价铁脱氮除磷是酸驱动反应,在p H=6时更有利于系统脱氮除磷反应的进行,反应结束后出现NH₄⁺和NO₂^-的少量积累;（4）综合正交实验与单因素实验结果,建议将零价铁耦合甲醇脱氮除磷最优条件控制在零价铁浓度30 mg/L,甲醇125 mg/L,pH为7;（5）零价铁耦合甲醇脱氮,一方面零价铁可与水中硝酸盐发生氧化还原反应,产物为NO₂^-、NH₄⁺、NH₃⁺、N₂等,实现水体中氮的去除;另一方面,零价铁可以充当自养反硝化细菌的电子供体,NO₃^--N作为直接受体,硝酸根被还原所得的电子来源于零价铁,或者来自零价铁的腐蚀产物,二价铁和氢气,从而实现自养反硝化作用,使脱氮效率得到提高;（6）零价铁耦合甲醇除磷,一方面零价铁被氧化为二价和三价铁盐,其与磷酸根离子发生化学沉淀反应,同时铁盐可强烈水解,在水解过程中发生多种聚合反应,生成的多羟基聚合物可以通过电中和、吸附架桥、絮体富集作用使胶体凝聚,再沉淀分离,从而去除水体中的磷;另一方面,零价铁的添加,增强了活性污泥微生物代谢作用,使其对碳源的利用效率增高,减小了聚磷微生物与反硝化细菌之间对碳源营养物质的竞争,使除磷效率得到提高。