针对目前地表水污染日益严重的现状，本研究提出采用序批式生物膜反应器（SBBR）处理微污染原水，以解决生物预处理微污染原水过程中高气水比和低温下处理效果差的问题。采用以表面龟裂陶粒为填料的SBBR处理实际河道微污染原水。通过控制曝气量和曝气时间，分析不同气水比下SBBR处理微污染原水的效果，考察在较低气水比以及低温下SBBR稳定运行效果。表面龟裂陶粒有利于陶粒填料的挂膜和微生物生长，系统运行20d，挂膜成功。在4:1~0.125:1的气水比下，SBBR均具有较好的处理效果。气水比为0.125:1情况下稳定运行四个多月，浊度、CODMn和氨氮的平均去除率分别达到77%、45.1%和90.4%，可见低气水比下SBBR仍可保持好的污染物去除效率。当气水比为0.25:1，温度为4~10℃时，浊度、CODMn和氨氮的平均去除率分别为65.3%、35.4%和87.7%，仍取得了较好的氨氮去除效果。由于采用序批式运行，反应器内生物膜分布均匀、DO充足，长期运行无需反冲洗、生物量大并有利于世代长的生物生长，这均有利于保持微动力SBBR对污染物的去除。SEM显示陶粒表面形成较为均匀而致密的生物膜；DGGE分析表明，生物膜上的微生物具有多样性，不同培养时段、不同气水比和温度的微生物种群接近，具有稳定性。