畜禽养殖废水属于高浓度有机废水,具有高COD、高悬浮物、高氨氮、高磷、和可生化性好等特点,在实际工程中常采用厌氧消化方法对畜禽养殖废水进行处理,用以去除有机碳,并进行能量回收。经厌氧消化后的畜禽养殖废水厌氧消化沼液中仍含有高浓度的悬浮物,氨氮,磷等污染物,直接排放会造成水体富营养化问题。本论文主要研究了畜禽养殖废水厌氧消化沼液短程硝化-厌氧氨氧化(Partial Nitrification/Anammox,PN/A)的控制策略、模拟和工艺。具体研究成果如下:(1)研究了针对具有高缓冲能力的畜禽养殖废水厌氧消化沼液的新型短程硝化p H控制策略。相较于传统p H控制策略,该策略可在不显著影响短程硝化活性和反应速率的情况下,降低约33.8%的酸碱药剂加入量。另外,新型p H控制策略下出水p H约为6.8,低于传统p H控制策略,这可进一步为后续的厌氧氨氧化处理过程节约p H调节成本。(2)研究了Anammox颗粒污泥内部的菌群分布特征,建立了包含颗粒污泥内部菌群分布特征,底物传质,生化反应等因素的Anammox颗粒污泥数学模型。不同粒径范围的Anammox颗粒污泥具有不同的氨氧化活性,0.5-0.9 mm直径范围内的Anammox颗粒污泥具有最优的氨氧化活性,达15.7±0.5 mg N/g VSS/h,此粒径范围内的Anammox颗粒污泥内部超过97.7%的Anammox菌分布于距离表层300μm以内的位置,核心位置Anammox菌群浓度极低。基于相关情况,建立了新型的Anammox颗粒污泥数学模型并获得了良好的模拟效果。(3)在实验室建立和验证了畜禽养殖废水厌氧消化沼液短程硝化-厌氧氨氧化技术处理的工艺流程。在絮凝沉淀阶段,絮凝过程中最优PFS用量为200 mg/L,沉淀最优时间为2小时,SS最大去除率为60.87±2.05%,总磷的最大去除率为48.16±0.27%,但氨氮的去除率仅为4.34±0.78%;在短程硝化阶段,97.78±0.75%的氨氮被氧化,最高的氨氧化活性达47.05 mg N/g VSS/h,且未出现明显的硝酸盐累积;在厌氧氨氧化阶段,最大氨氧化活性达到9.27±0.52 mg N/g VSS/h,氨氮与亚硝态氮反应比例为1:1.37,接近理论比例值,证明了PN/A技术在畜禽养殖废水厌氧消化沼液脱氮过程中的可行性。基于相关结果,设计了50 m~3/d的分体式SHARON-Anammox畜禽养殖废水厌氧消化沼液脱氮处理工艺,实现了短程硝化-厌氧氨氧化工艺在养殖废水脱氮过程中的应用。本研究为养殖废水短程硝化-厌氧氨氧化脱氮工艺设计提供了部分理论支持,并给出了一种养殖废水短程硝化-厌氧氨氧化流程设计方案,为以后高效、低能耗的养殖废水处理工艺的建立提供了基础。