城镇污水处理是污水处理系统中的一个重要环节,城镇污水大多来源于人们的日常生活,污染物构成简单易处理,因此多采用生物法处理城镇污水。然而,在我国东北地区的寒冷冬季,微生物的生长繁殖和代谢活性受到明显抑制,城镇污水厂面临着污染物处理效率低、运行不稳定的问题。尤其在低温下,如何提高城镇污水处理系统的处理效率和维持稳定的运行状态,成为要解决的重要问题。采用投加适应低温的复合生物制剂的生物强化技术,能够有效提高城镇污水处理系统对氮、磷等有机营养物质的去除。研发适应低温下城镇污水处理的复合生物制剂对于污水处理厂的提能增效、污泥减量、低温运行效果强化以及氮磷营养物质的强化去除具有十分现实和深远的意义。结合微生物分离纯化技术、分子生物学技术,筛选出高效功能菌种,并运用微生物生理生态学、分子生态学与环境工程学理论,基于协同代谢的原理、生态位分离和微生物自适应的原则,构建出高效复合生物制剂。试验确定了菌剂应用的最佳条件并进行应用效能的对比研究。并基于复合生物制剂强化的模拟城镇污水SBR系统的启动和运行情况,考察了反应器运行前期、中期和末期系统内的微生物群落结构的组成和变化。从微观角度解释了系统群落结构演替与运行过程出水水质波动的关系,为复合生物制剂强化城镇污水稳定运行提供理论基础和技术支持。四类功能菌分别为COD降解菌、好氧反硝化菌、硝化菌与聚磷菌。根据对不同污染指标的去除结果复筛出高效功能菌株,其中菌株Z3对COD和NH4+-N24h的降解率分别为63.9%和55.8%,菌株HF9对NH4+-N和TN 24h的降解率分别为68.1%和66.1%,菌株X8对NH4+-N 24h的降解率为70.5%,菌株PC5对TP24h的降解率达到54.7%。对高效功能菌进行形态学观察、生理生化实验、16S rRNA鉴定及生长曲线的测定,全面考察菌株情况。确定四株菌的种属情况为:菌株Z3为Aeromonas hydrophila、菌株HF9为Acinetobacter johnsonii、菌株X8为Klebsiella grimontii、菌株PC5为Pseudomonas chengduensis。进行四株高效菌的复配试验,构建复合生物制剂。通过试验,发现最优复配组合和质量比为Z3:HF9:X8:PC5=1:1:3:1。在最佳环境条件为pH为6.5、T为10℃、转速为200rpm,投加量为5%（V/V）下投加,对COD、NH4+-N、TN、TP的降解率分别达到83.8%、81.9%、79.6%、81.2%。在10℃投加菌剂时,适当提高进水负荷（1200COD）、添加外加碳源（蔗糖、果糖）可以提高菌剂的净化效果。实际效能试验结果显示,本研究构建的复合生物制剂与成品商业菌剂处理效果相似,具有实用价值。对复合生物制剂强化SBR工艺的运行结果可以发现,系统运行前期（0～10d）,经菌剂强化的反应器的出水水质显著优于未投加菌剂的反应器,对COD、NH4+-N的降解率比对照组分别高63%、28.6%,强化后反应器在运行第2天对TN的降解率就达到了82.4%,出水TN在15mg/L以下,对TP的降解率也保持在较高（82.6%）水平。在两个系统都稳定运行后,经过生物强化的2#SBR反应器出水水质整体略优于未投加菌剂的对照组反应器。从两组反应器中的微生物群落结构样本分析可知,随着运行时间的延长,两个处理系统中的微生物群落构成初期和末期变化较大;同一时期,不同反应器组间群落结构组成也存在差异。微生物群落演替情况与出水水质波动情况相符。文中各项试验结果为采用投加适应低温的复合生物制剂来强化城镇污水的稳定运行的实际应用和推广提供了一定的依据和指导。