在东北寒冷地区城市污水厂活性污泥培养驯化过程中，低气温、低水温是影响培养驯化效果和启动周期的主要问题。通过人工投加生物菌剂的方法，对冷适应微生物的数量和活性进行强化，依靠冷适应微生物的协同降解作用对污染物质进行高效分解，是实现低温条件下城市污水厂快速启动和稳定运行的根本办法。本研究结合微生物生理生化学、分子生态学及环境工程学的原理和方法，采用投加低温生物菌剂的生物强化技术，实施了城市污水生化处理系统的低温快速启动，并对生物强化系统的微生物群落结构和功能进行了分析。　　在某污水处理厂CASS生化处理工艺的启动调试过程中，采取生物菌剂、营养物和生物污泥联合投加的方法，在平均水温为14℃的低温条件下仅用了15d即成功启动了CASS生化池，出水的各项指标均达到并优于设计目标。生化系统的快速启动，为新建污水处理厂节约了大量的调试启动费用，为污水处理厂提前投入商业运行创造了条件。同时，生物菌剂的成功应用对于寒冷地区污水处理厂污水的稳定达标排放，尤其是东北地区冰封期的污染物削减意义重大，实现了经济效益与环境效益的和谐统一。　　生物强化系统的长期运行结果表明：CASS生化池水温在13~18℃之间波动，年平均水温为15℃，由于低温菌的投加，生物强化后的生化处理系统在低温条件下保持着高效稳定的运行效果。尽管温度及水质水量的波动对微生物的代谢活性有一定的影响，但生物强化系统仍然能够维持较高的污染物降解效果，从而达到出水的稳定达标排放。　　冬季低温运行期及冬春季节交替期CASS生化池生物样品的Shannon群落多样性相似，但是 Simpson指数及 McIntosh指数发生了明显的变化，说明在冬春季节交替时期，为了尽快适应温度及水质水量的变化，生物强化系统中的群落结构发生了演替，原来不占优势的某些菌种成为了优势菌，常见菌种和群落物种的均一性发生了改变。PCR-DGGE分析结果表明，不同季节微生物群落多样性变化不大，但优势菌属及不同微生物类群的相对含量发生了变化，系统内微生物群落结构随生化池环境条件的变化呈现出明显的演替现象。　　生物菌剂在城市污水处理厂的低温快速启动中发挥了重要作用，本研究的理论成果及工程实践经验为生物强化技术的推广应用提供了有力的指导和借鉴，为东北老工业基地的水污染治理开辟了一条切实可行的道路。