养猪废水中的高氨氮、高有机物将对生态环境造成危害,因此在排放前需进行有效处理。厌氧处理作为高浓度养猪废水的预处理技术,其效能易受到池容及温度的影响,并且厌氧处理后易形成低C/N比的沼液,使得后续工艺流程复杂。因此,亟需寻求新的预处理工艺在处理高浓度养猪废水。本研究提出了一种低成本、高效率新型MBBR预工艺。采用耐高氨氮和污染物去除能力强的异养硝化好氧反硝化（Heterotrophic nitrification and aerobic denitrification,HN-AD）菌剂作为MBBR接种物替代传统活性污泥,解决了传统MBBR中启动时间长和TN去除能力差的问题。并通过对比传统MBBR悬浮填料K1和聚乙二醇颗粒（PVA）作为MBBR填料时（分别为K-HMBBR和P-HMBBR）面对进水氨氮浓度时污染物的去除性能变化及微生物群落组成变化,确定了PVA作为新型MBBR的填料,构建了新型MBBR工艺。并同时通过调整进水C/N比和水力停留时间（HRT）进行了参数优化。在此基础上,为了进一步提升新型MBBR预处理高浓度养猪废水的性能,采用Acinetobacter sp.TAC-1菌株对工艺进行生物强化,利用该工艺可对真实养猪废水中的污染物进行大幅度去除。最后,利用Illumina Mi Seq测序技术和SEM表征观察新型MBBR的微生物群落变化,获取关键菌属信息,并通过功能基因预测技术解析氮循环相关基因以及氮循环路径,为新型MBBR工艺的工程化应用提供了理论依据基础。接种HN-AD菌的MBBR为高NH4+浓度养猪废水处理的工程化应用提供了可行的方法。主要的研究结论如下:（1）HN-AD菌和传统活性污泥对比启动MBBR工艺,相比传统活性污泥启动MBBR,能有效的将启动时间从39 d缩短至15 d,NH4+-N去除效率从34.6%显著升高至90.7%,采用HN-AD菌作为接种物有利于在极短时间内完成MBBR启动,同时实现含氮物质的有效去除。PVA相较于悬浮填料K1更适用于菌剂挂膜法启动的MBBR工艺,可将对氨氮的耐受能力提高至900 mg/L。在进水NH4+-N高于900 mg/L下依旧能维持NH4+-N和TN 76.7%和73.3%的去除率。由于PVA多孔结构能在一定程度上对微生物的生长起到保护作用,降低受到的毒性作用,使得P-HMBBR中Acinetobacter、Pseudomonas、Paracoccus、Flavobacterium、Arcobacte和Rhocococcus等脱氮功能菌相对丰度维持在27%左右,确保了在高氨氮条件下的高效脱氮性能。（2）P-HMBBR工艺运行的最佳进水C/N比和HRT为6～10和48 h。在最佳运行状态下,可实现COD、NH4+-N和TN较佳的去除性能。Paracoccus和Acinetobacter是在低C/N比下发挥脱氮功能的重要菌属。在HRT为48 h时,Acinetobacter、Flavobacterium、Paracoccus、Thauera和Alcaligenes等脱氮菌属获得最高总相对丰度47.42%,有利于污染物的有效去除。（3）Acinetobacter sp.TAC-1菌株强化P-HMBBR,最适强化接种量为15%,可在24 h内实现模拟养猪废水COD,NH4+-N和TN的高效去除,去除率分别达到86.16%,95.22%和85.57%。P-HMBBR工艺处理重庆巴南龙桥养殖场的高浓度养猪场原水时,可在24 h内,可实现COD 84.85%,NH4+-N 95.01%和TN 86.40%的去除,去除性能显著增强,出水NH4+-N浓度均在45 mg/L以下,已达到了《畜禽养殖业污染物排放标准》。采用Acinetobacter sp.TAC-1强化P-HMBBR可大幅度去除真实养猪废水污染物含量。（4）P-HMBBR在Acinetobacter sp.TAC-1菌株强化前后,与脱氮功能相关的菌属相对丰度可由9.78%显著升高至22.93%,特别是具有HN-AD功能的Acinetobacter由0.12%显著升高至6.69%,有利于含氮物质的高效去除。在真实养猪废水的处理过程中,由于原水中的微生物与原P-HMBBR中的微生物群落相融合,会使得生物多样性增加,优势HN-AD菌将由Acinetobacter变为Rhodococcus,确保污染物的高效去除。PICRUSt2预测分析表明,Acinetobacter sp.TAC-1菌株强化P-HMBBR后,脱氮功能相关基因总相对丰度由0.092%升高至0.101%,强化有利于脱氮功能基因的增强,使得P-HMBBR氮去除性能增强。从氮代谢途径来看,DNRA和反硝化过程是P-HMBBR主要的代谢途径。