我国是全球生猪养殖及出口大国,生猪产业已成为了我国农业经济中必不可少的一环,每年的高出栏量带动了生猪养殖产业的快速发展,但与此同时也带来了严重的环境安全隐患,重点集中在产业末端废弃物的无害化处理上,其中不可避免的就是养猪废水的处理问题。生猪养殖废水中普遍包含猪粪、猪尿、残存饲料以及场地冲洗水等,我国较为常用的生猪养殖废水处理之一为干清粪技术,该工艺由于技术成熟且可以节省大量自来水等优点而被我国生猪养殖企业所青睐。但是干清粪养猪废水普遍存在高氨氮、低碳氮比的特点,在使用传统生物脱氮工艺处理工程中,会因此类养猪废水的水质特征出现反硝化过程碳源不足,反硝化过程受到抑制从而影响最终脱氮效果的问题。物化脱氮法虽然能够较好地降低水中的氨氮浓度,但是养猪废水中高浓度的有机物依然需要生化反应去除,且常见的物化脱氮工艺往往存在耗能高、二次污染严重等问题。因此,更为经济高效、环境友好型的处理低C/N比养猪废水工艺有待开发。本文在考察物化脱氮法与生物脱氮法的基础上,设计负压脱氮反应器与MBBR反应器,经安装调试后实现稳定运行,提出基于负压脱氮与MBBR组合工艺运行的技术路线,即通过前端抽吸形成负压环境从而达到去除水体中的部分氨氮的目的,提高废水中的C/N比,为后续的生物脱氮过程创造有利条件,同时负压脱氮工艺不同于其他物化脱氮工艺,在处理废水过程中不造成二次污染,同时对后续的生化过程也无较高要求,整体上降低了工艺运行难度,从而实现高效、稳定去除低C/N比养猪废水的新型耦合工艺。在以实验室模拟废水的条件下,通过单因素影响实验与响应面分析法,利用Design-Expert软件对负压脱氮反应器的工艺条件进行了优化,确定了各因素对脱氮进程的影响程度为:p H>真空度>时间>初始浓度,同时得出了反应器最佳的工艺运行参数为:p H值为10.5,真空度为0.095,时间为180mins,初始浓度为1380mg/L。负压脱氮最佳工艺参数的确定有利于反应器高效稳定地运行,同时为后续MBBR阶段提供了保障。本研究基于A/O工艺,以生物填料载体构建出MBBR反应器,通过闷曝法完成反应器前期的挂膜与启动后,对其中COD、氨氮降解过程与系统中生物群落变化等机理进行了解析,发现反应器COD去除率由最初的38%提升到83%,氨氮的去除率由最初的8%提升至40%,实现了COD、氨氮去除率的提升。同时在驯化阶段,通过提高进水氨氮浓度、降低COD/TN比使系统中生物群落结构发生改变,使Comamonas、Hydrogenophag等这些在前期相对丰度占比较低的脱氮类菌属,在驯化阶段后期相对丰度值逐渐升高,表明随着进水氨氮浓度的提升或COD/TN的降低,能够促进相关脱氮类菌属生长发育。将负压脱氮和MBBR工艺耦合,并用以处理干清粪养猪废水,探究了具体的处理效能,进行了组合工艺的成本核算。研究表明耦合工艺对COD去除率为85±5%,全程氨氮去除率为42±6%。相较于其他工艺而言,该工艺组合对生物脱氮过程不无特殊反应条件的要求,前端负压脱氮实验也并未产生二次污染,整体属于对工艺条件要求较低,环境友好型的耦合工艺。同时,经过成本核算,耦合工艺的运行总成本为4.75元/m3,后期可通过工艺条件的进一步优化、氨氮的回收与资源化利用等方式实现成本的持续降低。