城市污水中蕴藏着丰富的有机化学能（1.9k Wh/m~3污水）,传统污水处理工艺则“以能耗能”——利用微生物将其有氧矿化损失,同时还面临着“污染转嫁”。为实现污水中有机化学能的充分回收利用,捕获有机物至关重要。本论文采用填充密度较大的中空纤维膜组件构建高负荷生物絮凝-膜反应器（High loaded bioflocculation-membrane reactor,HLB-MR）,在极短的污泥停留时间（Sludge retention time,SRT）和水力停留时间（Hydraulic retention time,HRT）条件下运行,絮凝浓缩有机物。研究针对中国北方寒区实际城市污水展开,从有机物捕获、生物絮凝及膜污染特性等方面进行考察,以期为将来该技术工程应用提供理论依据和技术指导。HLB-MRs反应器在SRT分别为0.2、0.6、1.0d条件下运行时,捕获有机物效率随SRT的延长反而降低,当SRT为1.0d时,捕获效率仅为48.8%;生物絮凝效率随SRT的延长而增加,当SRT为1.0d时,絮凝效率高达95%;SRT的延长在促进生物絮凝同时对膜污染有所缓解。因此,确定SRT为0.6d是最佳参数,此时有机物捕获效率为61.2%,生物絮凝效率为90%;在工程应用中,为进一步提高有机物捕获效率,或优化膜清洗带来的偶然损失,或降低HRT至0.6h以下。HLB-MRs反应器在温度分别为8℃与15℃条件下运行时,对比分析发现反应器在8℃时对有机物捕获、生物絮凝以及膜污染产生消极影响。8℃和15℃时:反应器有机物捕获效率分别为65%和67.1%;生物絮凝效率分别为65%和85%;8℃时反应器表现出更严重的膜污染。因此,在工程应用中,为避免低温带来的不利影响,可采取适当延长SRT、提高曝气强度等措施。HLB-MRs反应器在溶解氧（Dissolved oxygen,DO）浓度分别为1～2mg/L（LDO）和6～8mg/L（HDO）条件下运行,LDO即可达到理想的有机物捕获效率,此时捕获效率为70.2%（HDO时为77.5%）;HDO更有利于促进生物絮凝,絮凝效率为89%（LDO时为83%）,但同时也表现出更严重的膜污染。因此,在工程应用中建议采用1～2mg/L的溶解氧浓度范围,并进一步建立DO与其他环境因子（如底物浓度、原水中微生物群落等）之间的相关关系以强化有机物捕获。对不同参数下反应器捕获的有机物进行产甲烷潜能分析,产甲烷率按64%计,SRT为1.0d时捕获效率最低,仅为48.8%,此时进水中COD的31.2%可作为甲烷回收利用,至少是传统工艺的1.22倍,可见HLB-MR捕获有机物潜能巨大。