溫度主要通過影響微生物細胞中某些酶的活性來影響微生物的生長和代謝速率，進而影響汙泥產量、汙染物去除效率和速率；溫度還會影響汙染物的降解途徑、中間產物的形成和各種物質在溶液中的溶解度，還可能影響氣體的產生和組成。
低溫削弱了微生物細胞質的流動性，進而影響物質運輸等代謝過程。壹般認為，低溫會導致活性汙泥吸附沈降性能下降，微生物群落發生變化。低溫對微生物活性的抑制不同於高溫帶來的毀滅性影響，其抑制作用通常是可恢復的。
1.1硝化過程
生物硝化反應可在4~45℃的溫度範圍內進行。
氨氧化細菌(AOB)的最適生長溫度為25~30℃，亞硝酸鹽氧化細菌(NOB)的最適生長溫度為25~30℃。溫度不僅影響硝化細菌的生長，也影響其活性。研究表明，硝化菌的最適生長溫度為25~30℃。當溫度低於15℃時，硝化速率明顯降低，硝化細菌的活性也大大降低。當溫度低於5℃時，硝化細菌的生命活動幾乎停止。
大量研究表明，硝化作用會受到溫度的嚴重影響，尤其是溫度沖擊。由於冬季氣溫低，硝化過程無法穩定運行是常見的現象。U.Sudarno等人研究了溫度變化對硝化作用的影響。結果表明，溫度從12.5℃升高到40℃時，氨氧化速率增加，但溫度降至6℃時，硝化細菌活性很低。
隨著反硝化工藝的不斷發展，人們對硝化工藝提出了更高的要求，希望將硝化的反應產物控制在亞硝酸鹽階段，作為反硝化或厭氧氨氧化的預處理技術，可以節省曝氣能耗和加堿。通過對兩種硝化細菌(AOB、NOB)的更多了解，出現了短程硝化過程。
這個過程的核心是選擇性富集AOB，先抑制後限制，最後洗出NOB，使AOB有更高的數量，NOB被消除，從而維持穩定的亞硝酸鹽積累。短程硝化過程通常是通過控制溫度、溶解氧和pH來實現的，溫控短程硝化的基礎是兩種硝化細菌對溫度的敏感性不同。當溫度高於25℃時，AOB的最大比生長速率大於NOB。
基於此，提出了世界上第壹個工業化短程硝化工藝——Sharon工藝(溫度設定為30 ~ 40℃ [1])。因此，在低溫下實現短程硝化具有相當大的挑戰性。
1.2脫氮工藝
低溫對反硝化有明顯的抑制作用。研究了太湖沈積物中的反硝化作用。經過幾個月的實驗分析，發現脫氮率呈現季節性變化。考察了低溫(3~20℃)條件下反硝化工藝的運行性能。結果表明，反應器在3℃時的脫氮率僅為15℃時的55%。
與傳統的缺氧反硝化相比，溫度對好氧反硝化的反硝化效率沒有顯著影響。篩選出的好氧反硝化菌在25~35℃時脫氮效率可達78%以上。
1.3厭氧氨氧化工藝
有學者研究表明，厭氧氨氧化反應的溫度範圍為6~43℃，最佳溫度為28~40℃。在廢水的生物處理中，活化能通常為8.37 ~ 83.68 kJ/mol，而厭氧氨氧化的活化能為70kJ/mol。
因此，厭氧氨氧化是壹種對溫度變化敏感的反應類型，溫度的降低對其有明顯的抑制作用。
低溫對厭氧氨氧化影響較大，被低溫抑制後需要較長時間才能恢復。當厭氧氨氧化過程的運行溫度從18℃降低到15℃時，亞硝酸鹽不能被完全去除，導致亞硝酸鹽的積累，對厭氧氨氧化過程產生顯著的抑制作用，從而引起連鎖效應，使厭氧氨氧化細菌失活[6，25]。
在研究溫度對厭氧氨氧化過程的長期影響時，實驗溫度由30℃調整為65438±05℃，僅氮氣容積負荷(NLR)由0.3kg/(m3？d)大幅降低至0.04kg/(m3？d)確保廢水的質量。即使經過30天的馴化，汙泥活性也只有0.02g/(g？d)，處於較低水平。
低溫脫氮工藝的改進