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含盐有机废水产生量大、来源广泛、成分复杂,是环境领域亟待解决的问题。生物法具有成本较低、二次污染小等优势,已广泛应用于含盐有机废水处理。其中,好氧颗粒污泥是上世纪末新兴生物处理技术,具备密实的结构、良好的沉降性和抗逆性能、微生物菌群多样化的优点,被认为是一项有前景的含盐有机废水处理技术。但是针对含盐有机废水多样化的排放特征,好氧颗粒污泥工艺仍存在颗粒化时间长、耐受短期盐度冲击性能机理不明、耐受长期盐胁迫不稳定以及处理含盐废水中难降解有机物效能不足的缺陷。有鉴于此,本研究首先以絮状活性污泥为接种污泥快速构建好氧颗粒污泥;针对含盐有机废水短期排放的特征,探究好氧颗粒污泥耐受废水短期盐度冲击的性能与机理,并且探究其吸附重金属潜能;针对含盐有机废水长期排放的特征,考察了好氧颗粒污泥耐受废水长期盐度胁迫的性能与机理;针对含盐同时含难降解污染物的废水处理技术难题,以萘为目标污染物,采用投加中度嗜盐菌的方法强化好氧颗粒污泥性能,实现了对含盐废水中萘的高效去除。研究结果对全面认识好氧颗粒污泥处理含盐有机废水性能及其耐盐机理具有重要的理论和现实意义。本研究采用5 min短沉降时间、3 L/min高曝气量与进水后厌氧停留的耦合手段,在序批式反应器(SBR)中用33 d快速培育出稳定且沉降性能良好的好氧颗粒污泥。好氧颗粒污泥具备良好的团聚性和强度,相对疏水性(RH)和完整系数(IC)为73.5%和98.1%。短沉降时间筛选具有良好沉降性能的污泥、高曝气量产生的水力剪切力刺激微生物分泌胞外聚合物(EPS)促进污泥团聚是活性污泥快速颗粒化的关键,进水后厌氧停留抑制丝状菌的生长有利于好氧颗粒污泥的稳定运行。好氧颗粒污泥耐受短期盐度冲击废水的性能研究结果表明,不同盐浓度废水(0-60 g/L,以NaCl作为盐分)冲击之后,好氧颗粒污泥系统污泥浓度均无明显改变。经过40 g/L盐度冲击后,好氧颗粒污泥系统化学需氧量(COD)去除率经过15个周期(90 h)可恢复至87.5%,而60g/L盐度冲击后,COD去除率稳定在73.8%,无法在短期内恢复到盐度冲击前的水平,说明好氧颗粒污泥最大耐受盐度为40 g/L。好氧颗粒污泥耐受短期盐度冲击的机理是,在40 g/L盐度下好氧颗粒污泥的比耗氧速率(SOUR)下降后可以恢复,保持生物活性;颗粒污泥完整系数(IC)为87.6%,结构完整密实;乳酸脱氢酶(LDH)相对释放率仅为129.4%,好氧颗粒污泥中微生物细胞结构相对完整。采用含盐废水刺激好氧颗粒污泥强化吸附Zn2+性能研究表明,在所试盐浓度范围内(0-50 g/L),30 g/L盐度刺激后的好氧颗粒污泥吸附性能最好,平衡吸附量达到29.76 mg/g。并且此吸附过程等温线符合Langmuir模型,理论最大吸附量达到73.94 mg/g。EPS组分分析表明,短期盐刺激好氧颗粒污泥大量分泌EPS中的多糖可能是强化Zn2+吸附的原因。傅里叶红外光谱(FTIR)与X射线光电子能谱(XPS)分析进一步表明,EPS多糖组分中的羟基是强化吸附Zn2+的主要位点。好氧颗粒污泥耐受长期盐度胁迫性能研究表明,好氧颗粒污泥能够在113 d内耐受长期盐度胁迫作用,其最高耐盐浓度达到50 g/L。好氧颗粒污泥在10 g/L、30 g/L、50 g/L盐度条件下,COD去除效能良好,稳定后去除率分别为90.3%、88.0%、78.0%;且好氧颗粒污泥可以维持较高活性。在10 g/L、30 g/L盐度条件下,好氧颗粒污泥具备良好的结构完整度和团聚性,IC分别为96.2%、97.7%,RH分别为80.5%、83.8%。在50 g/L盐度条件下,好氧颗粒污泥结构完整度和团聚性有所变差,但仍可以稳定运行,IC为85.4%,RH为73.1%。在10g/L、30g/L盐度下,好氧颗粒污泥耐受盐度胁迫机理是非嗜盐菌过量分泌EPS维持好氧颗粒污泥的良好团聚性,好氧颗粒污泥的密实结构能够保障其中非嗜盐菌的活性以维持好氧颗粒污泥的有机物去除功能。而在50 g/L盐度条件下,好氧颗粒污泥耐盐机理是因为在高盐生态环境下形成以多种中度嗜盐菌群占主导的菌群结构以维持好氧颗粒污泥系统的稳定和有机物去除能力。采用好氧颗粒污泥处理含盐含萘废水,并外加Martelella AD-3菌以强化好氧颗粒污泥降解含盐含萘废水的性能。在盐度为30 g/L,萘浓度为15 mg/L时,好氧颗粒污泥对于萘的降解效率最高可以达到88.7%。好氧颗粒污泥表现出对萘良好的耐受性,且能保持较好的生物活性、污泥完整度、团聚性。将进水萘浓度提升到25mg/L后,好氧颗粒污泥对于萘的降解效率下降至70.4%。此时萘对好氧颗粒污泥的活性、结构完整度和团聚性有所影响。SOUR、IC 和 RH 降至 0.38 mgO2(g VSS)-1min-1、94.0%和 73.5%。此后,本研究投加3%质量比例的Martelella sp.AD-3菌以强化萘的降解效能。达到稳定状态后,生物强化组萘去除率为93.6%。而对照组去除率为76.8%。生物强化也改善了好氧颗粒污泥的活性、结构完整度和团聚性,SOUR、IC和RH恢复至0.48 mgO2(g VSS)-1min-1、96.3%和78.3%。在高盐含萘的环境中外加Martelella AD-3菌促进了中度嗜盐菌Halomonas和Marinicella的生长,可能有利于好氧颗粒污泥保持污泥性能和执行降解萘的功能。投加AD-3菌也提高了萘降解基因的丰度,有利于萘的降解。