产甲烷反硝化耦合厌氧氨氧化是集厌氧氨氧化、产甲烷、反硝化于同一反应器中的新工艺,具有能耗低、占地面积小等优点,兼顾NO2-和NH4+去除同时能承受更高的COD负荷,具有作为畜禽养殖废水沼液处理主体工艺的潜力。但该耦合体系菌群构成复杂多样,不同菌种生理代谢存在差异和矛盾,目前对反应体系合理运行还缺乏足够的研究,且畜禽养殖废水中所含抗生素对反应体系微生物也会产生不利影响,目前抗生素对耦合体系的影响研究也鲜有报道。本文先是在完全混合反应器（CSTR）中驯化产甲烷反硝化污泥,然后分阶段向已实现厌氧氨氧化的膨胀颗粒污泥床（EGSB）投加进行耦合,并探究环境条件、典型抗生素对耦合体系除碳脱氮效能的影响,以期为产甲烷反硝化耦合厌氧氨氧化处理畜禽养殖废水提供参考。本文的主要研究内容及成果如下:（1）探究了CSTR中产甲烷反硝化污泥驯化培养过程的除碳脱氮特性、产气规律、微生物活性及群落变化。采取分阶段增加进水COD和NO3--N浓度,成功构建同时产甲烷反硝化体系。驯化成功后CSTR可实现对COD和NO3--N的稳定降解,体系COD、NO3--N、TN平均去除率分别达到85%、99.9%、87.4%;培养过程中体系产气率总体呈上升趋势,最终产沼达到0.17 m~3·m-3·d-1,产气中CH4和CO2含量分别达到31.9%和6.5%;微生物活性测定结果表明最终体系中微生物产甲烷活性和反硝化活性分别达到83.4 m L·（g·d）-1、0.622 g·（g·d）-1;高通量测序结果表明CSTR中菌群经过培养多样性下降,反硝化菌（Proteobacteria、Firmicutes）大量增殖,成为最大的优势菌门,产甲烷相关菌目总体减少,但甲烷八叠球菌目（Methanosarcina）略有增加。（2）探究了EGSB中产甲烷反硝化和厌氧氨氧化耦合过程除碳脱氮特性、计量比和脱氮贡献率变化、功能菌群活性及菌群结构变化。通过将CSTR反应器中培养的产甲烷反硝化污泥分阶段投加至EGSB中,并同步提高COD负荷,实现了同时产甲烷反硝化与厌氧氨氧化的耦合。随着耦合过程进行,EGSB出水NH4+-N逐步上升,出水NO2--N和NO3--N逐步下降。耦合完成后反应器COD、NH4+-N、NO2--N、TN平均去除率为94%、13.3%、99.9%、64.9%。耦合过程厌氧氨氧化的脱氮贡献率不断减小,反硝化则不断上升,最终分别为13.1%、86.9%。耦合完成后,EGSB上部及下部污泥的厌氧氨氧化活性分别为0.007、0.022 g·（g·d）-1,产甲烷活性分别为69.6、41.0 m L·（g·d）-1,反硝化活性分别为0.123、0.254 g·（g·d）-1。耦合完成后,EGSB中厌氧氨氧化相关菌群大幅减少,反硝化相关菌群总体略有增长,EGSB下部厌氧氨氧化和反硝化功能菌群较多,相对丰度分别为2.22%、44.62%;产甲烷相关菌群少量存在于EGSB中,上部较多,其相对丰度为0.71%。（3）探究了温度、pH、DO三种环境条件对耦合体系除碳脱氮效能的影响。单因素试验表明污泥碳氮基质去除速率在25-35℃随温度增大而加强,40-50℃随温度增大而减弱;p H8时降解速率随p H增大而减弱;碳氮基质降解速率随着配水DO变大出现小幅下降。BBD响应面试验结果显示温度、p H对COD降解速率影响非常显著,而DO影响不显著,COD去除的最适温度为37℃、最佳p H=7.8、最佳DO=0.2 mg·L-1;温度对TN降解速率影响非常显著,p H影响一般显著,DO影响不显著,TN去除的最适温度为38℃、最佳p H=7.9、最佳DO=0.2 mg·L-1。（4）探究了三种畜禽养殖废水中不同抑菌机制的常见抗生素（青霉素G钠、磺胺二甲嘧啶钠、盐酸土霉素）对耦合体系除碳脱氮效能的影响。单因素试验表明除NH4+-N降解速率受磺胺二甲嘧啶钠影响不大外,青霉素G钠、磺胺二甲嘧啶钠、盐酸土霉素对污泥碳氮去除速率均有显著抑制作用。青霉素G钠对COD、NH4+-N、NO2--N和TN降解速率的半抑制浓度(IC50)分别为2256、1994、1612、1316 mg·L-1,盐酸土霉素分别为265、597、353、373 mg·L-1。磺胺二甲嘧啶钠对COD、NO2--N和TN降解速率的IC50值分别为1247、801、863 mg·L-1。正交试验结果显示三种抗生素对COD降解速率影响均一般显著;对NO2--N降解速率,盐酸土霉素影响非常显著,磺胺二甲嘧啶钠影响一般显著,青霉素G钠影响不显著。三种抗生素对COD和NO2--N降解速率影响作用排序为:盐酸土霉素>磺胺二甲嘧啶钠>青霉素G钠。