工业化的迅猛发展带来了全球性水环境的有机污染问题，我国废水排放总量逐年增加，工业废水是环境污染的主要污染源，尤其是有机工业废水，其数量大、分布面广且存在大量有毒物质，对环境的危害极大。本课题采用自行设计的厌氧膜生物反应器（AnMBR）对丙酮、异丙醇混合废水进行中试研究，以期为反应器处理高浓度有机废水的工程应用推广提供借鉴和指导。试验确定反应器成功启动的控制条件和最佳工艺运行参数并稳定运行，并对稳定运行阶段的厌氧产气量及组分情况、污泥的粒径分布进行测定。研究膜组件的污染情况，借助扫描电镜（SEM）观察膜组件的物理特征，对比膜组件污染后和清洗后的外观变化。借助FISH技术来研究不同时期AnMBR中产甲烷菌丰度，对反应器进行更微观和有效的研究。温度和有机负荷的控制是启动的关键因素，若启动温度过低，可适当加热至20℃。启动的适宜有机负荷为2~3kgCODcr/(m3·d)，缓慢提高。在12.2℃~23.9℃的常温下，79d启动成功，有机负荷达到5.30kgCODcr/(m3·d)，CODcr的总去除率96.74%，膜出水CODcr浓度在1000mg/L左右。通过对水力停留时间、有机负荷、污泥浓度对反应器运行效果的影响分析以及反应器20d稳定运行情况，总结反应器稳定运行的工艺参数为：温度30℃，进水CODcr浓度为36000mg/L~38000mg/L，HRT为60h，有机负荷15kgCODcr/(m3·d)，MLSS为35000mg/L~37000mg/L。稳定运行阶段，系统对CODcr去除效果较好，CODcr总去除率在96.89%~98.65%之间，平均为98.13%。进水pH为7.5~7.7，混合液pH为6.74~7.13，膜出水pH为6.84~7.25，混合液碱度为1212mg/L~1741.74mg/L，混合液VFA平均为139.97mg/L，膜出水VFA平均为100.53mg/L，反应器运行良好。MLSS为35000mg/L~37000mg/L，MLVSS/MLSS平均为0.8949。污泥粒径分布在4~30μm之间，水力循环+沼气搅拌获得了分散细碎的污泥，与其他厌氧反应器处理类似废水进行比较，表明本反应器在对类似废水的处理上具有一定优势。监测跨膜压差及膜组件清洗情况，认为间歇出水比连续出水更有利于缓解膜污染。系统对有机物的去除主要是生化作用，膜的截留作用对有机物的去除只是起到改善和稳定的作用，平均为4.13%。对FISH试验条件进行正交试验优化，冷藏时间4h，污泥样品体积1μL，杂交时间2h为FISH最佳试验条件。从产甲烷菌丰度的变化可以间接反应反应器的运行效果，温度对产甲烷菌丰度影响较大，稳定运行阶段可达0.6497。