畜禽养殖业的快速发展带来的畜禽废水污染问题日益严峻。因而,必须对其进行无害化处理,降低其环境危害。本文采用半固定式填料好氧生物膜反应器处理畜禽废水,考察其运行效果,并对其环境影响和可持续发展进行了初步探究。本文在研究中通过模拟废水的单因素试验来确定该反应器处理废水的最佳运行条件,其中以CODCr、TN和TP作为主要的检测指标,并且将最佳运行条件下的处理效果与空白试验结果进行比对,判断微生物对污染物去除的作用：通过对生物膜上的微生物菌落结构的鉴定,分析其作用机理；以及监测该反应器对实际畜禽废水的处理效果,判断其在实际应用中的适应性。最后,采用能值分析与经济分析的方法来评价该工艺系统的综合绩效。论文的主要结论如下：(1)在模拟废水单因素试验时,半固定式填料好氧生物膜反应器处理模拟废水的最佳运行条件为：HRT=5 h,进水CODCr浓度1000 mg/L,碳氮比为20：1。最佳条件下,CODCr去除率为91.0%±1.39%,TN去除率为93.3%±1.42%,TP去除率为73.0%±3.65%。空白试验(通过高温灭菌,其他条件保持不变)的结果显示,微生物的生物降解作用对废水中CODCr、TN和TP三者去除的贡献平均分别为80.4%±1.53%、88.1%±3.58%和31.5%±5.21%。(2)采用最佳运行条件处理模拟废水,利用PCR-DGGE技术对生物膜进行微生物鉴定。结果表明,生物膜上的微生物种类分别为拟杆菌门、厚壁菌门、变形菌门、酸杆菌门以及其它未分类种群。其中,变形菌门又包含了α-变形菌、p-变形菌和γ-变形菌,它们是最主要的类别。经过分析研究,这些微生物对废水中TN和TP的去除有着密切的关系。(3)半固定式填料好氧生物膜反应器对处理实际畜禽废水有较好的适应性。当运行条件调节到上述最佳条件时,废水中的污染物CODCr、TN和TP的去除率分别达到94.0%±0.38%、86.0%±0.87%和45.5%±3.19%,均高于直接处理原水的效果。与同等条件下模拟废水的处理效果相比较,CODCr去除率上升了3.0%,TN的去除率降低了7.3%,TP去除率降低了27.5%。(4)采用情景分析,在废物流输入相同的情况下,假定用本研究开发的废水处理系统替代四川农业大学原污水处理站废水处理系统的ABR-CASS反应器,利用能值分析方法评估原系统和模拟系统的综合绩效。结果表明,原系统能值输入总量较半固定式填料好氧生物膜反应器工艺多；对于两个废水处理系统来说,各种能值流输入的顺序由大至小依次为废物流W、本地可更新资源R、购买的可更新资源FR、购买的不可更新资源FN以及本地不可更新资源N。相较原系统而言,半固定式填料好氧生物膜反应池废水处理系统的资源效率较高,环境效益更好,具有更好的可持续发展性。半固定式填料好氧生物膜反应器工艺的货币流输入总量相对于原有的废水处理工艺较大,这导致了该工艺稍低的经济效益。(5)系统2的环境可持续性明显高于系统1。从长远来看,随着资源的枯竭和环境问题的加剧,系统2更符合社会可持续发展的要求。