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随着我国城市化进程的快速推进,城市污水排放量逐年增加。传统的污水处理工艺存在能耗高、污泥产量大、温室气体排放量大等问题。厌氧发酵技术在解决传统工艺问题的同时,也面临着厌氧微生物保留能力差这一困难。如果将厌氧发酵技术与膜分离技术相结合构成厌氧膜生物反应器（AnMBR）,即可通过膜组件的高效截留作用保留厌氧微生物,实现水力停留时间（HRT）与污泥停留时间（SRT）的分离,达到良好的运行效能。但是在生物处理工艺实际运行过程中,往往会受到季节性温度变化的影响,造成处理效果出现波动。就AnMBR而言,温度变化一方面会影响微生物活性,另一方面会改变污泥混合液性质从而影响膜污染特性。基于此,本研究考察了三种典型温度（25℃、20℃、15℃）对AnMBR长期处理实际城市污水效能的影响,结合活性实验、高通量测序、膜阻力实验以及COD平衡分析,探究了不同温度条件对AnMBR微生物活性以及群落变化、膜污染情况和COD转化路径的影响,在此基础上提出了生物炭强化AnMBR低温运行效果的调控策略。得到以下主要结论:（1）考察了AnMBR在三种温度（25℃、20℃、15℃）,以及同一温度下不同工况（HRT 12h、HRT 8h）的运行效果,结果表明随着温度的降低,甲烷产率及COD去除率从0.20 LCH4/g CODrem、81.18%（25℃）,降至0.07 LCH4/g CODrem、73.56%（15℃）;通过COD平衡分析可知,15℃相较于25℃的COD转化为溶解性甲烷含量增加9.8%,沼气含量减少38.7%,出水增加7.3%,污泥产量增加20%,表明15℃时处理实际城市污水的降解能力较低。在25℃和20℃条件下,HRT缩短（有机负荷从0.61 g COD/L/d增至1.01 g COD/L/d）强化了运行性能,15℃低温下提升负荷反而对厌氧发酵系统产生了抑制,说明较长的HRT能够一定程度缓解低温下较差的运行效能。（2）乙酸钠和H2/CO2为基质的比产甲烷活性实验结果表明,25℃反应器内污泥的乙酸钠和H2/CO2活性分别为0.29、0.12 g COD/g VSS-day;随着温度降低,乙酸钠和H2/CO2活性分别降低了41.3%、9.1%（20℃）和60.1%、52.9%（15℃）;乙酸营养型产甲烷菌甲烷丝菌（Methanothrix）相对丰度分别为58.94%、58.35%、50.67%,氢营养型产甲烷菌甲烷细菌属（Methanobacterium）相对丰度分别为4.12%、5.37%、10.84%,Smithella菌属与氢营养型产甲烷菌具有协同作用,但相对丰度较低,三种运行温度下,甲烷化均以乙酸路径为主,H2/CO2路径为辅。厌氧绳菌属（Anaerolineaceae）相对丰度分别为38.83%、22.10%、9.84%,在25℃及20℃条件下相对丰度更高,说明降解蛋白质及碳水化合物能力更强,因此对于有机物的降解率更高。（3）比较膜污染速率可知,相同工况下25℃时的膜污染速率为0.05 kPa/d,20℃和15℃时的膜污染速率分别加快了2.2倍、5.8倍;相较于25℃膜阻力分布,15℃膜孔内有机物阻力(Rp-org)显著增加19.3%,泥饼层阻力（Rc）减少19.5%;其主要原因是温度下降后,微生物为了抵抗外界环境的改变,将会分泌出更多的胞外物质。溶解性微生物代谢产物（SMP）以及胞外聚合物（EPS）总含量分别增加61.9%、56.2%,且荧光峰更强,高激发波长类色氨酸占主导地位也是导致膜污染速率加快的原因之一,15℃污染膜组件泥饼层含量减少,对应原子力显微镜观察膜表面相对粗糙度较低（64.4 nm）。（4）为改善低温条件下AnMBR运行效果,本研究将生物炭投加至系统（投加量为5g/L）,结果表明,生物炭的投加使COD去除率提高7.3%,乙酸钠活性提高1.05倍,H2/CO2活性提高1.24倍,膜污染速率从2.97 kPa/d减缓至1.05 kPa/d,污泥混合液中SMP及EPS总含量分别减少27.6%、16.1%;由于生物炭为厌氧微生物提供了良好的富集环境,促进直接种间电子传递（DIET）过程;同时生物炭通过对膜表面的冲刷作用以及吸附作用一定程度上能够缓解膜污染,AnMBR运行效果得到改善。