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随着经济社会的发展,国家对水环境质量越来越重视,污水排放标准也不断提高。针对城镇污水在低温条件下脱氮效果差与原水碳源优化利用等问题,利用MBBR工艺与分点进水多级A/O工艺两种工艺优势,构建了中试规模的多级A/O-MBBR系统。多级A/O-MBBR中试设备在张家口崇礼区云顶密苑滑雪度假村运行,以云顶大酒店产生的实际污水为处理对象,研究了不同反应温度条件下多级A/O-MBBR系统对有机物、氨氮、总无机氮的处理效能,进一步分析各级A/O-MBBR分系统及各个反应器对污水中主要污染物质的处理能力,结合微生物群落特征及功能菌群结构变化,从宏微观两个角度考察分析系统处理能力,为城镇污水处理高效脱氮多级A/O-MBBR系统构建及其优化调控提供技术支撑。主要研究结果如下:（1）多级A/O-MBBR系统在反应温度为6～9 oC、未投加碳源的条件下,SCOD、氨氮、TIN去除率分别为93.43±2.77%、94.43±4.34%、61.64±2.31%;在反应温度为9～12 oC、后置反硝化区投加30 mg COD/L乙酸钠的条件下,SCOD、氨氮、TIN去除率分别为89.76±1.25%、90.60±1.71%、57.87±2.14%;在反应温度为12～15 oC、后置反硝化区投加60 mg COD/L乙酸钠的条件下,SCOD、氨氮、TIN去除率分别为78.60±1.43%、99.51±0.41%、82.49±2.36%。（2）多级A/O-MBBR系统原水SCOD主要在第一、二级A/O-MBBR分系统中被消耗利用。在反应温度为6～9 oC、9～12 oC、12～15 oC条件下,分别有40.33%、58.48%、71.13%的原水SCOD在缺氧区作为反硝化碳源被消耗利用。（3）在反应温度为6～9 oC、氨氮容积负荷为106.84±7.92 g NH4+-N/m3/d的条件下,O3、O4、O7、O8反应器的硝化去除负荷分别达到1.18±0.10 g NH4+-N/m2/d、0.50±0.05 g NH4+-N/m2/d、1.36±0.10 g NH4+-N/m2/d与0.83±0.11 g NH4+-N/m2/d。在多级A/O-MBBR系统中,第二级A/O-MBBR分系统在承担了较多硝化负荷与SCOD去除负荷的前提下,较第一级A/O-MBBR分系统有较好的硝化能力,三级A/O串联布置形式提高了系统硝化的稳定性。（4）在反应温度为12～15 oC,硝化液回流比为100%的条件下,其前置反硝化脱氮效率达到66%,实现了对原水碳源高效利用并提高前置反硝化的脱氮效率。A2、A6反应器随着温度与反硝化负荷变化,其反硝化去除负荷无明显变化,基本保持在0.5 g N/m2/d以下,从系统合理性角度分析,可以考虑舍弃A2、A6反应器。（5）多级A/O-MBBR系统在反应温度为12～15 oC,系统有机容积负荷为349.71±13.40 g SCOD/m3/d、氨氮容积负荷为106.84±7.92 g NH4+-N/m3/d条件下的平稳运行阶段,其好氧反应器中优势菌门为Proteobacteria、Bacteroidetes、Chloroflexi、Actinobateria、Firmicutes、Gemmatimonadetes。具有硝化功能的菌属为Nitrosomonas、Nitrospira、Nitrotoga、Nitrolancea。（6）多级A/O-MBBR系统在反应温度为12～15 oC,系统有机容积负荷为349.71±13.40 g SCOD/m3/d,后置反硝化区内投加60 mg COD/L乙酸钠条件下的平稳运行阶段,其缺氧反应器中优势菌门为Proteobacteria、Bacteroidetes、Chloroflexi、Actinobateria、Firmicutes、Acidobacteria、Gemmatimonadetes、Patescibacteria。主要的反硝化相关菌属为Thiothrix、Thermomonas、Terrimonas、Simplicispira、Flavobacterium、Defluviimonas、Brevundimonas、Arenimonas、Acinetobacter、Acidovorax。