自上个世纪九十年代以来,我国城镇污水处理一直采用能源密集型技术。目前,已经有较多成熟的处理技术广泛应用于城镇污水处理,这些技术大多为好氧生物处理技术,处理效果好、运行稳定。然而,常规的好氧生物处理技术大都存在能耗高、不能回收污水中的能源等问题。因此,寻求更加高效、低成本和节能的城镇污水处理工艺是大家关注的重点。浸没式厌氧膜生物反应器（Submerged anaerobic membrane bioreactor,SAnMBR）是一种将厌氧生物技术和膜生物反应器高效结合的新型污水处理工艺。其既具有厌氧生物技术能耗低和能产生能源气体等优势,又具有膜生物反应器的出水水质好和占地面积小等优势,在处理城镇污水方面具有一定的潜能。因此,该技术受到国内外学者的广泛关注。目前,对于SAnMBR技术在高浓度有机废水处理的研究和应用较多,然而,对于SAnMBR技术应用于低浓度城镇污水处理的启动和稳定运行特性研究不足,相关膜污染机理尚不明确。基于上述问题,本论文以模拟城镇污水为对象,通过构建小试规模的SAnMBR,研究反应器的快速启动和稳定运行特性,通过改变进水水质、HRT、OLR等工艺条件,优化工艺运行参数。建立处理城镇污水的SAnMBR支持向量机模型,并采用该模型对反应器运行和膜污染进行模拟预测,探讨相关机理。SAnMBR的启动及稳定运行特性研究结果表明:SAnMBR在中温（35±1℃）条件下,28d左右时完成启动。在HRT为6¹5h、进水OLR为0.87².60kg COD·m^-3·d^-1的条件下,SAnMBR能够保持稳定运行,稳定运行阶段反应器对COD的去除率在80%以上,COD的去除以厌氧单元微生物的生化降解为主,CH₄平均日产生量高于760mL/d;稳定运行阶段COD去除率、厌氧单元VFAs浓度、CH₄产生量与OLR有着明显相关性。其中,CH₄产生量与OLR的关系表达式为:日产生量=0.18×OLR+0.37。基于SAnMBR的运行数据,通过网格参数寻优算法及交叉验证,得到最佳gamma函数值为0.278,惩罚系数c因子为1.250。对比12种LibSVM模型,确定适用于SAnMBR最优的LibSVM模型为Lib₁1模型—epsilon-SVR-RBF模型,该模型在SAnMBR多因素条件下模拟预测更有优势。SAnMBR的膜污染特性研究结果表明:经过SAnMBR处理后,EPS、蛋白质和多糖在膜表面都有不同程度的积累;而经过厌氧单元生物降解和膜单元过滤截留后,蛋白质浓度降低、种类没有发生明显改变,蛋白质比多糖更容易造成膜污染。建立了以TMP和总膜阻力R_t作为检验值（模型输出值）的支持向量机膜污染模型。当EPS浓度高于300mg/L时,总膜阻力R_t出现跃迁,TMP没有出现跃迁,厌氧单元的污泥粘度与TMP的相关性比污泥粘度与总膜阻力的相关性更为显著。