针对生物实验室污水处理难度高及其秋冬季节达标率低下的问题，采用改进工艺的悬浮填料生物膜反应器（moving bed biofilm reactor, MBBR）进行连续处理，观察秋冬季节MBBR水质处理效果。利用高通量测序技术研究环境因子水温（Tw）、溶解氧（DO）、pH对生物膜细菌群落更替的影响以及主要微生物种群变化。结果表明，Tw由26 ℃下降到10 ℃期间，反应器COD、NH₄⁺-N去除率仍然保持在75%、80%左右，MBBR出水稳定在一级A标准。变形菌门（Proteobacteria）、拟杆菌门（Bacteroidetes）和浮霉菌门（Planctomycetes）是生物膜主要优势菌门，Tw的下降引起拟杆菌门的相对丰度显著升高。假单胞菌属（Pseudomonas）和黄杆菌属（Flavobacterium）在低Tw下成为优势菌属，动胶菌属（Zoogloea）相对丰度保持稳定。通过冗余分析（RDA）发现，DO与短波单胞菌属（Brevundimonas）、pH与脱氯单胞菌（Dechloromonas）、固氮弧菌属（Azoarcus）具有显著正相关性，Tw与假单胞菌属、黄杆菌属具有较强负相关性。MBBR结果揭示细菌群落动态更替是MBBR出水水质仍然保持稳定的重要原因。