随着经济的日益发展，海水利用行业、食品加工业、化学制造业等化学加工业于生产过程中所排放的高盐废水量与日俱增。国内外学者针对高盐废水的处理已开展相关研究，但普遍存在系统稳定性不足、污染物去除效率较低、菌群活性较差等问题。依据含盐废水的实际特性，课题研究不同盐度条件下SBR好氧颗粒污泥反应器的启动过程，优化工艺运行参数条件，考察颗粒污泥系统的抗冲击能力，并利用高通量测序手段分析系统中微生物的多样性、差异性及群落组成情况。
　　研究采用人工配制多梯度含盐废水(0g/L、5g/L、10g/L、15g/L、20g/L)，于SBR反应器内进行絮状污泥的颗粒化培养，考察了颗粒污泥系统构建过程中污染物去除效果、污泥特性及胞外聚合物的变化。电子显微镜及扫描电镜的观测结果显示，在培养环境盐胁迫值为5g/L与10g/L的条件下形成的污泥颗粒结构紧密，稳定性较高，且内部形成了以杆菌为主的优势菌群；在培养环境盐胁迫值为15g/L与20g/L的条件下形成的污泥颗粒结构较为疏松，内部孔隙率较大，且内部存在大量丝状菌围绕杆菌附着生长。颗粒污泥内部微生物的胞外聚合物分泌量随着进水盐度值的增加呈现先上升后下降的趋势，且可观测到蛋白与多糖的比值降低的现象。35d后，五个反应器内的蛋白值控制在74.28-104.97mg/g?MLSS之间，多糖值控制在33.50-44.75mg/g?MLSS之间，其比值始终保持在1.5以上。红外光谱及荧光光谱的分析表明，盐胁迫值的增长改变了部分官能团及蛋白质类物质的结构，并促进了腐殖酸类物质的分泌。
　　曝气量和运行周期是系统运行的重要参数，试验中研究了两个主要指标对好氧颗粒污泥系统的影响，进而确定了不同盐度条件下颗粒污泥系统的最佳运行条件。结果表明，R1、R2与R3的最佳运行条件为：曝气量120L/h、运行周期3h；R4与R5的最佳运行条件为：曝气量120L/h、运行周期5h。在最佳工况条件下，各反应器均能获得良好的脱氮除磷性能，R1-R5内NH4+-N的去除率分别达98.0%、95.0%、96.0%、92.4%与99.1%，PO43--P的去除率分别达96.6%、98.6%、99.6%、89.8%与90.3%。此外，各处理系统对于高有机负荷、低有机负荷及高氨氮负荷均具有良好的抗冲击性能，其中，当废水盐度值低于10g/L时，系统对于进水水质波动的抗性较强，在曝气期开始的较短时间内即可获得较好的脱氮除磷效率；而当废水盐度值高于15g/L时，颗粒污泥内的亚硝酸盐氧化菌及聚磷菌对于进水水质波动的耐受性有所降低，厌氧释磷量及亚硝酸盐累积量存在较大波动。
　　微生物体系是研究的重点内容，研究中运用高通量测序手段对不同盐度下形成的好氧颗粒污泥中的微生物进行研究分析。结果表明，随着水体盐度胁迫值的上升，好氧颗粒污泥内部的优势菌群及功能菌群的种类均发生了较大变化，在无盐条件下，污泥内的优势功能菌群为Flavobacterium(黄杆菌属)、Comamonas(丛毛单胞菌属)与Gemmobacter(芽殖杆菌属)；在盐度值为5g/L与10g/L的培养环境下，污泥内的主要功能菌群变化为Meganema(甲基杆菌属)、Thauera(陶厄氏菌属)、Paracoccus(副球菌属)与Azoarcus(固氮弧菌属)；当进水盐度值进一步上升时，Gemmobacter(芽殖杆菌属)、Thauera(陶厄氏菌属)及Paracoccus(副球菌属)的种群丰度开始顺次减少，同时Azoarcus(固氮弧菌属)与Pseudomonas(假单胞菌属)逐渐成为主要的功能菌群。同时，微生物的种群丰度增加，群落的多样性下降，系统内的优势菌种所占比例上升，并使污泥内部的菌种分布呈现非均匀性的现象。