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废水含有丰富的生物质能,有效回收其中的生物质能对于缓解能源危机具有重大意义。厌氧膜生物反应器（AnMBR）是厌氧生物处理技术和膜技术相结合的新型污水处理技术,它有着污泥产率低、操作花费少和处理效率高等优点,但出水中含溶解性甲烷,含溶解性甲烷出水的直接排放不仅会加剧温室效应,同时还会造成能源流失,这限制了该技术的发展。考虑用孔径更小的正渗透（FO）膜替代AnMBR系统中的超滤（UF）膜或纳滤（NF）膜形成厌氧正渗透膜生物反应器（AnOMBR）,保持AnMBR可提取生物质产能等优势,同时原位解决AnMBR出水含溶解性甲烷的问题。因此,本论文通过考量AnOMBR系统气体组分和甲烷产量等参数,探究反应器能量回收性能,此外,探究原料液侧溶解性气体向汲取液侧的渗透性能。本文主要进行了以下两方面的实验研究。（1）考察两种三醋酸纤维素（CTA）膜和两种膜朝向（活性层朝向原料液和活性层朝向汲取液）对系统能量回收和溶解性气体传质性能影响研究。实验结果表明:在不同的膜材料和膜朝向条件下,pH均从6.80增加到7.30左右,COD去除效率超过93%。PRO模式（活性层朝向汲取液）下水通量下降速率和电导率增加速率分别为0.39 LMH/d和0.28ms/（cm·d）,而FO模式（活性层朝向原料液）下为0.34 LMH/d和0.23 ms/（cm·d）。CTA-NW膜和CTA-ES膜基本截留溶解性CH4,允许少量的溶解性CO2通过,允许H2的通过,在不同的膜材料和膜朝向条件下,原料液侧溶解性气体的浓度无明显差异。（2）考察不同操作温度（25℃和35℃）和不同进水COD浓度（3000 mg/L、6000 mg/L和9000 mg/L）对系统能量回收和溶解性气体传质性能影响研究。实验结果表明:在35℃下,AnOMBR系统的水通量、盐度积累、气体百分比和甲烷产量比25℃都有所增加,VFA含量有所下降;除COD去除效率前期有轻微波动外,AnOMBR系统操作参数在不同进水COD浓度下均无明显差异,这说明AnOMBR系统对高浓度冲击负荷仍能保持较好的处理性能。在不同的温度和进水COD浓度下,原料液侧溶解性气体的浓度无明显差异。用气体渗透机理初步解释了甲烷、二氧化碳和氢气在CTA膜中渗透速率差异,渗透系数比值α=PCO2/PCH4为30.8,α=PH2/PCH4为60,所以H2可以大量通过FO膜,CO2可以少量透过FO膜,而CH4几乎不能透过FO膜,这不仅原位解决了厌氧反应器出水含溶解性甲烷的问题,实现能量回收的同时避免温室效应加剧,同时还避免了反应器内氢气积累造成的酸化现象,有利于厌氧消化的进行。在高盐度环境下,AnOMBR系统在操作温度为35℃、进水COD浓度为6000 mg/L时,最大甲烷产量为0.256 CH4/g COD,实现良好能量回收效果。