在我国,畜禽养殖污染日益剧增,对环境质量和人民生活造成了巨大危害。目前,很大一部分畜禽养殖废水没有经过处理直接排放。限于目前的技术水平,已有的处理工艺也存在效果不佳、经济成本过高等问题。好氧生物膜反应器由于处理效率高、占地面积小、操作管理方便广受青睐,根据载体在反应器内的状态分为固定床和流动床两类。本研究将半固定式聚丙烯填料应用到好氧反应器中,用活性污泥对载体进行驯化挂膜形成外观良好的生物膜后,结合实际畜禽养殖废水的特点,设置模拟废水的水温、进水C/N、进水化学需氧量(COD)负荷三组单因素实验,监测该反应器在不同水力停留时间(HRT)对污水中各类基质的处理效果,以确定该反应器的运行参数范围。在合适的参数范围内,对实际畜禽养殖废水进行处理,查看该反应器的应用效果。反应器运行期间采用间歇进水、间歇循环、连续曝气方式。模拟废水进水期间同时测定不同HRT下的各种形态氮、pH及溶氧(DO)的变化,并及时采集生物膜样本以进行微生物学分析。经过培养分离纯化,提取质粒DNA,PCR扩增16S rDNA,测序及NCBI数据库比对后,最终确定反应器内优势菌的种属,从而能更好地辅助解释反应器内各污染基质的处理途径。研究结果表明：(1)半固定式填料好氧生物膜反应器使漂浮型载体均匀分布在反应器中,既避免了密度较大载体沉积底部造成的堵塞,又改善了漂浮型载体的弊端,同时还使得载体之间以及载体与水流、气流之间产生相互运动,有利于生物膜更新,增强生物膜活性,既节省了能耗,又充分发挥了载体的作用。挂膜后的载体,平均生物量干重达到了75g/m2。(2)在水温20～35℃、进水C/N=5：1-20：1和COD=500～4000mg/L的条件下,HRT=8h时,无论对于模拟废水还是实际畜禽养殖废水,COD的去除率均能达到90%左右。(3)对于氨氮和TN的去除,C/N=20：1效果最好,随着C/N偏离20：1效果变差。在进水C/N=20：1的情况下,HRT=8h时,对氨氮的去除率均在95%以上,对TN的去除率均在90%以上；进水C/N=5：1和10：1时,对于氨氮和总氮的去除率均在70%以上；进水C/N=40：1时,氨氮和总氮的去除率均接近60%。(4)对于TP的去除,在实验设定的较高温度、较低C/N和较高COD负荷时处理效果较好。在水温30～35℃,进水C/N=5：1-10：1,COD=2000～4000mg/L范围内,HRT=8h时,反应器对TP的去除率可以达到50-90%。(5)在各种不同水温和进水C/N比、COD负荷条件下,半固定式填料好氧生物膜反应器内微生物的主要脱氮途径都以同时硝化反硝化为主,且效率ESND可达98%及以上,有的甚至达到了100%。(6)培养基上不同的菌落形态反映出反应器内同时存在着至少20种细菌,培养分离纯化后的四种优势细菌经16S rRNA序列比对及生化鉴定分析,确定细菌种属分别为Pseudomonas fluorescens、Lysinibacillus fusiformis、Bacillus、Aeromonas,其中Pseudomonas fluorescens是典型的反硝化聚磷菌。