畜禽粪液，即各种牲畜所排放出的废弃物，含有多种化学成分，主要含有挥发性有机物（75%）和蛋白质（15.8%²3.5%），同时含有大量的未被动物消化吸收的有机物质。它已成为与工业废水、生活污水相并列的三大水污染源之一，对大气、水体和土壤均有危害，但同时也蕴含丰富的资源，具有很高的回收利用价值，处理得当可以获取其中的有效资源。采用同时产甲烷反硝化-短程硝化联合工艺脱氮除碳，既可回收粪液中的生物质能甲烷又能同时脱氮，并且短程硝化出水回流到同时产甲烷反硝化反应器中进行反硝化可中和产甲烷反应产生的酸，避免反应器酸化。然而，同时产甲烷反硝化-短程硝化的耦合运行需要较高的条件，回流比对耦合工艺处理效果具有非常重要的影响。本文首先研究了同时产甲烷反硝化和短程硝化反硝化反应器的启动，确定适合于两个反应器串联耦合运行的适宜条件，然后研究在以上条件下不同回流比耦合运行时反应系统的脱氮除碳性能。通过上述试验分析得到以下主要结论：1)采用自配水进行批示试验得出：适合于CSTR同时产甲烷反硝化的碳源是乙醇和葡萄糖，pH为7-8，氨氮浓度不高于1200mg/L；采用畜禽粪水批示试验表明，较适合于处理本试验畜禽粪液的COD/NO₂^--N为30:1。2)在pH值为6.8⁷.6，温度35±1℃，COD/NO₂^--N=30:1条件下，CSTR反应器内有机负荷和亚硝氮负荷分别达3.0kgCOD·m^-3·d^-1和0.1kgNO₂^--N·m^-3·d^-1，可成功实现同时产甲烷反硝化反应器的启动，COD去除率达到70%左右，亚硝氮去除率达到96%以上，产气率稳定在1.0L·L^-1·d^-1。CSTR同时产甲烷反硝化反应器内碳酸氢盐碱度高于单纯厌氧产甲烷反应器，这可有效避免厌氧产甲烷酸化现象的发生。3)当pH=8、FA≈18mg/L左右时更利于亚硝化菌的优势竞争和氨氮的去除。恒定曝气量和恒定DO时，同一周期内的氨氮去除率和亚硝氮积累率没有太大影响，只是恒定曝气量时氨氮的去除和亚硝氮的积累发生得较晚。短程硝化反应器中首先发生有机物质的氧化，随后才进行氨的氧化，待亚硝氮积累率稳定时，可适当放宽对DO的限制，发现在氨氧化细菌占优势时，DO再继续增加时并不会影响氨氧化细菌生长，短程硝化效果不会受到影响。4)在pH=7.5⁸，FA≈18mg/L，T=29±1℃，用恒定曝气量方式控制DO在0.1².1mg/L操作条件下，在SBR中对畜禽粪液进行短程硝化具有较好的脱氮效果和一定的除碳效果，稳定运行时处理CSTR出水时氨氮去除率达到94.25%，亚硝酸盐积累率稳定在90.25%左右，COD去除率达到63%⁷1%，但由于经CSTR产甲烷反硝化后的畜禽废水中可生化性较差，难降解有机物较多，TN平均去除率只有73.8%。SBR中的畜禽粪液亚硝化污泥具有较高的比氨氧化速率，比氨氧化速率的平均值高达0.06161mgNH₄⁺-N/mgCOD·h，不仅能高效地去除氮素和获得高亚硝氮积累，还可进一步去除厌氧消化液中的COD。5)采用产甲烷反硝化（CSTR）—短程硝化反硝化（SBR）联合工艺处理畜禽粪水有机质和氮，耦合工艺中模拟回流阶段、1:1回流比阶段和2:1回流比阶段对COD的总去除率分别为95.8%、94.4%和94.0%，氨氮总去除率分别为92.0%、94.5%和97.2%，进水中的COD绝大部分在厌氧CSTR反应器中去除，分别占进水COD去除总量的83.65%、76.5%和69.4%，而好氧SBR反应器去除的COD较少，分别占总去除量的16.35%、23.5%和30.6%。不同回流比条件下，COD总去除率和CSTR厌氧反应器对COD去除的贡献率的趋势相同：即，模拟回流阶段＞1:1回流比阶段＞2:1回流比阶段，而SBR对COD去除的贡献率则是模拟回流阶段＜1:1回流比阶段＜2:1回流比阶段。