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对于密闭循环再生式受控生态生保系统（CELSS）中生活废水的处理而言,其主要目标是以最小的代价完成废水中水分及氮素等营养元素的回收利用,最大限度的降低工艺系统运行过程中外源物质的补给。理论和实践经验表明,经过改良后的特定生物处理技术是CELSS系统中生活废水处理的最优选择。但CELSS系统中的生活废水由于稀释比低,洗涤剂、尿液浓度高,其有机负荷、氮负荷均远高于常规生活污水,生物处理过程难度较大,易发生硝化不完全,亚硝酸盐积累问题,导致系统氮的回收利用率下降,会影响植物正常生长和人员健康;与此同时,如何降低处理过程剩余污泥产量、减少固液分离膜组件消耗、减少硝化过程碱度补给等物质消耗等,都需要统筹考虑,需要通过废水生物处理工艺的优化来提高废水处理过程中的氮素全程硝化效率,保证出水的循环回用要求,同时降低处理过程的物质消耗。基于此,本文针对CELSS中特征性生活废水（含卫生废水和尿液废水）的水质特点,设计并构建了厌氧、好氧两级BF-MBR工艺,完成CELSS特征性生活废水的微生物转化处理,以达到循环回用作植物营养液的水质要求。通过p H、水力停留时间、尿液强度对该工艺有机物去除及氮素转换效率的影响研究,获得该装置最佳的两组运行参数:（1）1/5尿液强度、HRT 2 d、p H6.4～6.5,该条件适用于处理后出水作为植物营养液的唯一或主要来源时的情况;（2）1/10尿液强度、HRT 1 d、p H 6.4～6.5,该条件适用于处理后出水作为植物营养液补充时的情况。系统最高可实现1/5尿液强度的生活废水的有效处理,完成其中94.3%的有机物去除以及90.6%的氮素转换;在1/10尿液和HRT为0.5 d条件下,系统获得最高硝化能力0.774 kg N（m3·d）-1,而在HRT为1 d条件系下,系统获得最高的全程硝化能力0.418 kg N（m3·d）-1,证明了本文所构建系统的硝化能力要高于常规的生物处理系统。探讨了p H和氨氮浓度对系统硝化过程的短期作用机制及其动力学参数,分别得出最适宜AOB、NOB活性表达的条件,即氨氮初始浓度为50 mg L-1体系和p H为6.6±0.1体系,此时,其氨氧化菌的最大比增长速率达1.203 d-1,亚硝酸盐氧化菌的最大比增长速率达0.48 d-1。试验将废水处理液作为植物营养主要来源开展植物栽培试验,以探讨BF-MBR工艺处理后的废水回用至植物营养液的可行性及回用模式,通过植物生长状态及植物产量等对比分析表明,补充磷元素和微量元素后的回用废水,可以满足心叶日中花和西芹两类作物的生长需求,植物可以有效地利用回用废水中的矿物质元素;且回用废水培养的心叶日中花表现出最佳的生长状态和植物产量,同时心叶日中花的钠盐吸收能力得以验证,这有望为CELSS系统中氯化钠提取和回收提供新途径。本文构建的两级BF-MBR工艺能很好地实现CELSS中特征性生活废水的有机物去除和氮素的有效转换,且处理后的出水可作为植物营养液直接回用于植物培养,研究结果可为CELSS中生活废水生物处理系统设计及其与植物培养系统间的匹配性设计提供有益借鉴。