本发明公开了一种利用兼氧膜生物反应器处理畜禽养殖废水的方法，包括下列步骤：畜禽养殖废水先经预处理后，进入调节池调节水质水量，水质水量调节后废水进入兼氧膜生物反应器，反应区内活性污泥浓度15000-20000mg/L，膜区中下部为好氧区，溶解氧保持在2-5mg/L，膜区中下部以外的区域为兼氧或厌氧环境，溶解氧浓度低于0.5mg/L；反应器内的废水可连续交替地经过好氧-兼氧-厌氧区，不断地进行污染物的生物降解和转化，在同一反应器内实现厌氧氨氧化脱氮。整个反应器可实现有机剩余污泥近零排放，出水水质可达标准回用。