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随着我国海洋养殖产业迅猛的发展，海水养殖废水的污染问题日益突出。本文采用两种膜生物反应器(Dynamic membrane bioreactor, DMBR，Membranebioreactor, MBR)处理海水养殖废水。研究了溶解氧(DO)、盐度等对DMBR、MBR处理效果的影响，同时还考察反应器内的微生物群落结构。开发两步硝化活性污泥数学模型(ASM1-2N)对生物反应器内硝化反硝化过程进行动力学分析。制备了PVFM生物载体，研究其物理化学特性，并用于强化DMBR、MBR工艺处理海水养殖废水。在不同溶解氧条件下，MBR和DMBR对CODMn的去除率可达95%以上。DO为0-1mg/L时，MBR和DMBR的总氮平均去除率分别达到75.8%、71.4%，氨氮平均去除率分别为93.9%、89.8%；在DO为2-3mg/L时，MBR和DMBR的总氮平均去除率分别为44.1%、46.3%，氨氮平均去除率分别可达到97.5%、94.8%。建立了氨氮去除一级反应动力学模型，得到了不同DO条件下的两种膜反应器的硝化速率常数，MBR的硝化速率常数略高于DMBR。两种膜生物反应器均能达到较好的污染物去除效果。DMBR的运行周期高于MBR，当DO为2-3mg/L时，DMBR运行周期约为13天，而MBR约为10天。因DMBR为重力流出水，相同的运行条件下，DMBR在降低工艺造价的同时，可大大降低能耗。考察了盐度对MBR和DMBR处理海水养殖废水的脱氮效果影响。当盐度从0增加到35g/L时，MBR的氨氮的去除率从96.92%降低到91.08%，TN的去除率则由74.4%降低至63.9%；DMBR的氨氮去除率从94.32%降低到87.58%，TN的去除率则由81.4%降低至61.9%。当盐度为21g/L和28g/L时，MBR和DMBR内出现了短程硝化反硝化现象，呈现出较高的脱氮效果，对TN去除率分别可达68.8%、65.2%以上。使用PCR-DGGE和16S rRNA分子克隆技术的分析说明了在不同的盐度时期内，微生物的种群呈现动态变化。MBR反应器内的短程硝化反硝化现象可能和细菌Thiothrix eikelboomii， Pedomicrobiumaustralicum，Paracoccus bengalensis相关，DMBR可能和细菌Lutibacter litoralis，Paracoccus zeaxanthinifaciens，Ideonella dechloratans相关。对ASM1模型中的硝化反硝化过程进行优化，提出了两步硝化反硝化脱氮动力学模型(ASM1-2N)，对MBR和DMBR在不同盐度时期的脱氮过程进行了数学模拟，建立了相应的动力学参数体系，模拟值和实测值吻合较好。制备了掺杂颗粒活性炭的聚合物载体(C-PVFM)，经过表征含碳量为5%的载体(C-PVFM3)生物相容性最好。8%的C-PVFM3投加量可强化这两种膜生物反应器的脱氮效能，总氮去除率分别提高了21.2%、24.0%。在C-PVFM3制备过程中加入一定量的包硅磁粉，制备了具有磁性的载体(CX)。通过生物呼吸试验，表明一定的磁性可刺激生物膜的生长，但过高的磁性会对微生物产生抑制。载体磁性为0.2emu/g时，相应的生物呼吸实验斜率为5.8，生物膜最厚。