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印染废水含有大量有毒有色物质,化学需氧量(COD)含量高,可生化性差,成分复杂,属于典型的高盐废水,现已成为全世界公认的最难处理的有机废水之一。水解酸化工艺是去除印染废水中污染物的有效预处理方法,该方法能显著提高后续处理效率,具有生态友好、化学品消耗最低和最节能等特点,是一种具有广阔使用前景的印染废水处理方法。本文使用水解酸化作用处理不同盐度模拟印染废水,并对水解酸化作用进行生物强化,通过检测染料去除率、COD去除率、挥发性脂肪酸(VFAs)产量等常规理化性质指标,探究盐度和生物强化对水解酸化作用效果的影响;使用Mi Seq高通量测序技术检测不同处理阶段水解酸化池中微生物,探究盐度和生物强化对微生物多样性和群落结构的影响;对水解酸化前后的印染废水进行傅式转化红外光谱扫描(FTIR)和气相色谱-质谱联用技术(GC-MS)分析,推断其降解酸性大红GR的脱色途径和机制。主要研究结果如下:(1)利用水解酸化作用处理含偶氮染料酸性大红GR的模拟印染废水,随着盐度升高,染料去除率、COD去除率、VFAs产量不断下降,说明较高盐度对水解酸化池内的微生物活性有抑制作用,但对水解酸化程度影响不明显。(2)利用直接投加的方式进行生物强化,强化后,染料去除率、COD去除率和VFAs产量均较强化前提高,说明生物强化提高微生物的水解酸化作用效果和水解酸化作用程度,对印染废水的降解有积极作用。(3)对不同处理阶段水解酸化池内菌群进行Mi Seq高通量测序,测序结果表明盐度和生物强化均对水解酸化池内微生物群落多样性产生较大影响。盐度与水解酸化池内微生物多样性和丰富度无线性关系,这可能是不同嗜盐菌属最佳生长盐度不同;生物强化降低了水解酸化池内微生物多样性,这可能是由于生物强化引入的新菌属对土著菌属的生长产生抑制作用。(4)Mi Seq高通量测序结果表明,盐度和生物强化均对水解酸化池内微生物群落结构产生较大影响。1%和3%盐度时,水解酸化池内微生物群落结构较为相似,优势菌属是Desulfobulbus和Lachnospiraceae;与1%和3%盐度相比,5%盐度时群落结构变化较大,优势菌属是Bacteroides和Pectinatus;生物强化后,微生物群落结构较强化前变化明显,Erysipelatoclostridium和Marinobacterium是优势菌属。(5)生物强化后,对水解酸化处理前后的模拟印染废水进行FTIR分析和GC-MS分析,结果表明酸性大红GR经水解酸化作用后确实得到降解,结合物质分析,推断酸性大红GR的降解途径和机制为:(i)双-N=N-加H裂解,生成毒性较强的聚苯胺和中间产物;(ii)磺化芳胺脱磺酸基团;(iii)芳环经氧化作用开环,生成二乙胺和乙酰胺。值得重视的是,厌氧条件下易累积不易降解的芳香胺类物质被降解。印染废水含盐量高,对水解酸化菌的生物活性和降解效果产生抑制作用,通过驯化和筛选中度嗜盐菌(群),为生物法降解高盐印染废水提供菌种资源;通过生物强化提高水解酸化处理效果,为水解酸化工艺的实际应用提供理论依据;通过降解机理的推断,为高效嗜盐降解菌及其功能基因的进一步发掘提供基础数据资料。