随着养猪业的规模化发展，养猪厂废水的集中排放量越来越大，而现有的规模化养猪厂废水处理技术，普遍存在工艺流程长、管理操作复杂、运行管理费用高等不足。针对养猪厂废水所具有的高氨氮、低C/N比特征，借鉴微氧生物处理的技术思想，开展了升流式微氧生物处理系统构建、启动和调控运行等研究，以开发经济高效的养猪厂废水处理技术与设备，并对其碳氮磷同步去除的微生物学机制进行了深入探讨，可为系统的优化控制提供理论指导。　　研究构建了有效容积为4.9 L的升流式微氧活性污泥反应器(upflow microaerobic sludge reactor，UMSR），并采用分阶段降低进水COD/TN比和原水稀释比的策略，在水力停留时间8 h和35℃条件下，开展了UMSR启动与污泥驯化研究。在溶解氧（DO）为0.5 mg/L左右的微氧条件下，好氧活性污泥和厌氧活性污泥均可得到有效驯化，但以厌氧活性污泥为接种物构建的UMSR系统具有更好的运行稳定性和处理效能。在有机负荷0.92 kg/(m3·d)、TN负荷1.07 kg/(m3·d)和COD/TN比0.84左右的条件下，其COD、NH4+-N、TN和TP去除率分别为77.9%、86.2%、87.2%和46.8%左右。NH4+-N氧化是微氧生物脱氮过程的限速步骤，NH4+-N氧化能力的强化，是提高UMSR生物脱氮效能的关键。　　调控运行研究发现，进水COD/TN比和出水回流比对UMSR的COD和TP去除能力有一定影响，而对生物脱氮效能的影响更加显著。在进水COD/TN比为0.35～1.28的范围内，UMSR的COD和TP去除率分别维持在66.2%和46.8%以上。在进水COD/TN比接近1的条件下，出水回流比的降低虽然没有显著改变系统内的DO水平，却导致了UMSR对NH4+-N和TN去除效率的下降。当回流比值从45阶段性地降低为25时，UMSR对NH4+-N和TN的去除率分别从86.2%和87.2%降低到了53.0%和60.8%。为使出水NH4+-N和TN满足≤80 mg/L的排放标准（GB18596-2001），进水COD/TN比必须要控制在1.12以下。对于COD/TN比＞1.12的养猪厂废水，可采用序批式活性污泥反应器对其进行预处理，通过曝气时间的控制，不仅可将废水的COD/TN比降低到1.12以下，而且可以有效控制NH4+-N的氧化程度。　　DO为0.5 mg/L左右的微氧条件可在UMSR中营造了丰富的微环境，使需氧菌群、厌氧菌群、化能异养菌群和化能自养菌群可共生于同一污泥相中，奠定了系统对碳氮磷同步去除的微生物学基础。除细胞合成外，在UMSR中存在多种生物脱氮途径。其中，厌氧氨氧化（ANAMMOX）是最为重要的生物脱氮机制，短程反硝化次之，而全程硝化反硝化作用对 TN去除率的贡献最低。ANAMMOX和短程硝化反硝化对 UMSR系统 TN去除的贡献率，也会受到出水回流比和进水 COD/TN比改变的影响。在进水 COD/TN比≤0.43时， ANAMMOX在UMSR系统TN去除中发挥着绝对优势作用，而当进水COD/TN比≥0.84（但不大于1.12）时，系统的生物脱氮则是以ANAMMOX和反硝化作用并重。　　用于处理高氨氮、低C/N比废水的UMSR，在单一反应器中即可实现碳氮磷的同步去除，尤其是在生物脱氮效能方面表现出了更为突出的优势，不仅设备简单，易于控制，而且占地省、能耗低、污染物去除效能高，是一种更加经济高效的高氨氮低C/N比废水处理技术。