城市生活污水中蕴含了大量的能源，传统城市污水厂主要是通过以能消能的形式将污水中的有机物生物矿化降解，传统的活性污泥法不仅消耗大量能源，还造成了资源的浪费。本论文首次探讨了一种新的城市污水碳源回收工艺—高速活性污泥法(High-rate Activated Sludge process,HRAS )和厌氧膜生物反应器(Anaerobic Membrane Bioreactor,AnMBR)组合工艺，分别从HRAS的启动和驯化，组合工艺的碳平衡和碳改向效率以及数值模拟三个方面对该组合工艺进行评价。
　　实验结果表明，在驯化HRAS污泥的阶段，尽管反应器的水力停留时间只有20min，但总COD去除率高达81%。总氮的去除较为有限，仅为8.7%。驯化前后剩余污泥的产气量分别为121.2±25.3mL/gVSS和426.9±16.9mL/gVSS，有显著提高。
　　HRAS工艺能有效的捕获污水中的有机物，其捕获效率随SRT降低而提升。当SRT下降至0.5d时，原水中42.7%的COD在HRAS中被捕获转化未剩余污泥，经AnMBR消化后产甲烷量为258mLCH4/gCODfeed，使原水中32.4%的COD被HRAS-AnMBR工艺转化为甲烷。该条件下HRAS工艺的COD去除率为70%，AnMBR工艺的COD去除率大于98%。
　　以ASM1和ADM1模型为基础，在Matlab/SimulinkTM软件上对该工艺进行建模，模拟结果表明，当SRT为0.5d时，HRAS过程碳捕获效率模拟值为44.6%，全过程碳回收率为32%，与实际值接近。HRAS工艺在SRT低至0.3d时碳捕获效率提高至52%，全过程碳回收效率可达40.9%，但是HRAS过程的出水水质变差，稳定性较弱。
　　实验结果表明，HRAS-AnMBR工艺具有较好的污水资源化能力，并且具有占地小，低能耗等优势，是一种有潜力的污水资源化处理工艺。