膜生物反应器因具有利用膜组件可以将几乎所有的生物质保留在反应器内的优势,可以大幅缩短厌氧氨氧化的启动时间,但膜污染制约了膜生物反应器的工业化应用及发展。基于此,本文以外置式厌氧氨氧化膜生物反应器（Amx SMBR）为研究对象,研究了外置式厌氧氨氧化膜生物反应器的启动,考察了启动过程中Amx SMBR的脱氮效能、污泥性状变化、临界通量、污泥及滤饼层分析、氮平衡以及微生物群落结构的变化。其次对Amx SMBR进行运行工况的优化,考察了单位膜面积有效气体需求量和上流污泥速度对膜污染速率的影响。最后研究了温度胁迫下Amx SMBR的脱氮效能、膜污染速率、反应器中污泥及滤饼层胞外聚合物、反应器活性及微生物群落结构的影响。主要得出了以下结论:（1）Amx SMBR启动后,不断提高进水氨氮与亚硝氮浓度,从50 mg/L分三个阶段提高到450 mg/L,历时58天,总氮去除率稳定在86%左右,氨氮、亚硝氮去除率分别稳定在90%、97%以上;氨氮去除量:亚硝氮去除量:硝氮生成量基本为1:1:0.18。启动过程中Amx SMBR的临界通量为8.63 LMH,膜污染较严重。膜污染的来源主要是紧密型胞外聚合物,其中蛋白质含量为2.42 g/m~2,多糖含量为0.84 g/m~2。（2）启动过程中,厌氧氨氧化菌形态从红棕色颗粒污泥变成了浮游态污泥,是Amx SMBR最显著的特征之一。高通量分析结果显示,浮游态污泥中的优势菌群主要为拟杆菌门（Bacteroidetes,47.83%）、浮霉菌门（Planctomycetes,21.2%）、变形菌门（Proteobacteria,18.85%）,其中优势厌氧氨氧化菌属为Candidatus Kuenenia属,相对丰度为17.08%。（3）在Amx SMBR的运行工况优化中,最佳的单位膜面积有效气体需求量为0.36m~3/（m~2·h）,最佳的上流污泥速度为2.3 mm/s。当采用单位膜面积有效气体需求量为0.36m~3/（m~2·h）,上流污泥速度为2.3 mm/s时,临界通量为12 LMH,并且可以有效地延缓膜污染速率。（4）在温度胁迫下的Amx SMBR中,当温度为35°C时,在进水氨氮与亚硝氮浓度均为250 mg/L时,Amx SMBR脱氮效果稳定,总氮去除率平均为86%,氨氮、亚硝氮去除率均稳定在95%左右;在温度为25°C时,随着Amx SMBR的运行,Amx SMBR的脱氮效果越来越差,进水氨氮与亚硝氮浓度逐渐降低,氨氮、亚硝氮与总氮去除率也不断降低,反应器濒临崩溃;在温度回升至35°C后,反应器脱氮效能快速恢复至温度为35°C时的状态。表明Amx SMBR更易受到温度的干扰,推测与厌氧氨氧化菌主要以浮游态形式存在有关。（5）在温度胁迫下的Amx SMBR中,温度降低为25°C时会导致膜污染速率加快,但温度恢复为35°C后,膜污染速率又会变得跟最初时一致。此外,温度降低会导致厌氧氨氧化菌所属的浮霉菌门相对丰度的降低,当温度回升后,浮霉菌门的丰度随之升高,并且厌氧氨氧化菌属的总相对丰度也随温度降低而降低,随温度回升而升高,在温度为35°C时,厌氧氨氧化菌属总体上变化不大,当温度降低为25°C时,Candidatus Brocadia相对丰度大幅降低,而Candidatus Kuenenia、Candidatus Jettenia的相对丰度受温度影响不大,在温度回升为35°C后,Candidatus Jettenia相对丰度迅速上升,成为厌氧氨氧化菌属中的优势菌属,Candidatus Kuenenia、Candidatus Brocadia相对丰度变化不大,说明Candidatus Jettenia更耐温度冲击。