高盐高氮磷高浓度有机废水由于盐度对普通微生物的抑制，成为高盐废水生物处理的瓶颈，在高盐条件下构建耐嗜盐微生物处理系统成为高盐废水高效低成本处理的关键。研究针对现有高盐废水生物处理系统构建时间长、处理效能低、除磷脱氮系统构建困难，以及生物处理系统中微生物群落结构不明等问题，以盐度为3％和7％(NaCl计，下同)的榨菜废水为对象，以快速构建高效稳定的高盐废水生物处理系统为目标，考察了种源、盐度提升方式、进水pH、填料种类对高盐/超高盐废水厌氧微生物快速富集的影响;同时，在前期研究基础上，创新性的提出基于磷酸盐生物还原的同步除磷脱氮系统，考察了种源、DO、C/N/P、负荷对高盐/超高盐废水同步除磷脱氮系统微生物快速富集及效能的影响，成功构建出高盐/超高盐厌氧和同步除磷脱氮系统，得出了系统快速构建的方法，大幅缩短了系统构建时间;采用PCR-DGGE技术对系统构建过程中微生物群落结构及演替规律进行了研究。此外，采用微电极技术量化分析了同步除磷脱氮系统生物膜内好氧、缺氧、厌氧微环境区域的构成分布比例，确定了生物膜内部的ORP体系，通过PCR-DGGE分析考察了生物膜外中内层的微生物群落结构，并通过对系统的磷平衡、磷形态、结合态磷化氢和氮形态的周期变化分析，初步证明其除磷途径为磷酸盐生物还原，脱氮途径为短程同步硝化反硝化，并对各系统优势种群进行16SrDNAV3区测序，初步鉴定了各个系统内部分优势微生物种群的种属。主要研究成果如下:　　 ①盐度提升方式、进水pH及负荷对厌氧生物处理系统构建无显著影响。在温度为30±2℃，启动负荷为1.0kgCOD/(m3·d)的条件下，采用的三种盐度提升方式:每次提升1％的盐度逐步提高至7％、分两阶段提高盐度至7％和直接启动盐度为7％，构建出的厌氧生物处理系统耗时分别为74d、64d和66d，COD去除率分别为80.5％、62.41％和66.32％;此外，在盐度7％的条件下，进水pH分别为7.0±0.5和4.0±0.5的两个反应器分别经78d和68d成功构建厌氧系统，COD去除率分别达到61.11％和64.76％;负荷由1.0kgCOD/(m3·d)提高到15.0kgCOD/(m3·d)、20.0kgCOD/(m3·d)时，COD去除率分别为92.86％、92.03％和89.52％。PCR-DGGE分析表明:不同盐度提升方式构建的系统微生物优势种群不存在显著差异，但各种群相对数量有所不同，第二、三种盐度提升方式与第一种方式构建系统的微生物群落相似度分别为67.9％和69.7％;不同进水pH条件下构建的系统微生物群落结构不存在显著差异，相似度为86.5％;负荷对系统微生物多样性无显著影响，但部分优势种群的数量发生增减，系统微生物群落结构出现差异。　　 ②种源对高盐/超高盐废水厌氧和同步除磷脱氮生物系统构建无显著影响。在水温为30±2℃，盐度为3％和7％的条件下启动反应器，接种取自重庆大渡口、唐家沱、鸡冠石和中梁山等4个污水厂的脱水污泥，盐度为3％和7％的高盐/超高盐厌氧生物系统构建最短时间分别为14d和66d，COD去除率分别达到68.25％和66.32％;盐度为3％的高盐同步系统构建时间最短为18d，COD、PO43--P、TN去除率分别达93％、67％和95％;盐度为7％的超高盐同步系统构建时间最短为24d，COD、PO43--P、TN去除率分别达90％、60％和51％;系统构建时间较现有高盐生物处理系统大幅缩短。PCR-DGGE分析表明:接种不同污水厂污泥构建的系统微生物群落结构不存在显著差异，构建过程中系统微生物群落结构发生演替，构建的高盐和超高盐厌氧生物处理系统与接种污泥微生物群落的相似度分别为51.1％和53.8％;高盐和超高盐同步除磷脱氮系统与接种污泥微生物群落的相似度分别为56.4％和54.4％;表明接种污泥有部分种群可以适应高盐环境。　　 ③DO对构建的高盐/超高盐废水同步除磷脱氮系统效能影响显著。当DO由6mg/L降低至3mg/L，高盐系统COD、PO43--P、TN去除率分别由95％、69％和96％降低至91％、21％和76％，超高盐系统COD、PO43--P、TN去除率分别由91％、61％和60％降低至72％、26％和45％。系统生物膜内微环境微电极分析表明，高盐系统生物膜表层ORP＞0mV，处于好氧状态，生物膜表层以下至10.0mm处ORP为-80.663mV～-196.678mV，处于缺氧状态;超高盐生物膜表层至膜内0.5mm处ORP＞0mV，处于好氧状态，而生物膜内0.5mm～8.0mm处的ORP为-98.868mV～-210.523mV，处于缺氧或厌氧状态。PCR-DGGE结果表明:随着DO降低，高盐和超高盐系统中微生物多样性有所降低，且微生物数量下降，生物膜从外层到内层的部分种群数量发生变化，高盐系统生物膜中层和内层与生物膜表层微生物群落相似度分别为79.8％和73.8％，超高盐系统生物膜中层和内层与生物膜表层微生物群落相似度分别为60.4％和60.3％。　　 ④C/N/P和负荷对构建的高盐同步除磷脱氮系统效能影响显著。当C/N/P由100/5/1变至100/20/1时，高盐同步除磷脱氮系统COD、PO43--P、TN去除率分别由96％、66％、95％变化至98％、42％、61％。高盐及超高盐同步系统负荷由0.5kgCOD/(m3·d)提高到3.0kgCOD/(m3·d)，COD、PO43--P、TN去除率，高盐同步系统分别由97％、67％、95％改变至98％、61％、22％，超高盐同步系统分别由90％、65％、61％改变至93％、71％、42％。PCR-DGGE分析表明:当C/N/P由100/10/1变至100/20/1，高盐同步系统中部分优势菌种数量大幅减少，甚至消失，与C/N/P为100/5/1时系统微生物群落相似度分别为75.7％和41.7％;在负荷小于1.5kgCOD/(m3·d)时，高盐和超高盐反应器微生物群落结构无显著差异，负荷提高至3.0kgCOD/(m3·d)时，部分优势种群数量骤减，甚至消失;负荷为1.0kgCOD/(m3·d)和3.0kgCOD/(m3·d)时的高盐同步系统与0.5kgCOD/(m3·d)时系统微生物群落相似度分别为75.4％和56.3％;负荷为1.0kgCOD/(m3·d)和3.0kgCOD/(m3·d)时的超高盐同步系统与0.5kgCOD/(m3·d)时系统微生物群落相似度分别为60.9％和57.8％。　　 ⑤同步除磷脱氮系统磷平衡研究表明，系统运行31d，始终无污泥外排，高盐和超高盐系统内磷的净损失量分别为852mg和770mg;系统内污泥中结合态磷化氢(MBP)含量分别为0.742mg/kg湿泥和0.424mg/kg湿泥，高于文献报道的含量（ng/kg湿泥）3个数量级，初步判断构建系统的除磷途径为磷酸盐生物还原;并对系统污泥中磷形态的监测分析表明，高盐和超高盐系统中磷形态转化途径可能分别是Org-P→NaOH85-P→NaOH-P→HCl-P→BD-P→H2O-P或Org-P→NaOH85-P→HCl-P→NaOH-P→BD-P→H2O-P和Org-P→NaOH85-P→NaOH-P→HCl-P→BD-P→H2O-P。同时，对系统中氮转化途径研究表明，高盐和超高盐系统脱氮的主要途径为短程同步硝化反硝化。　　 ⑥对高盐和超高盐废水厌氧生物处理系统及同步除磷脱氮系统微生物优势种群的16SrDNAV3区片段测序，结果表明，系统存在部分生态幅较广的微生物，在盐度为3％和7％的条件下均能生存，但在不同盐度下，优势种群存在差异，高盐和超高盐废水厌氧生物处理系统微生物群落相似度为58.9％，测序结果表明，系统内部分优势种群与诸如梭菌科（Clostridiaceae）、弧菌科（Vibrionaceae）、红细菌科（Rhodobacteraceae）等分离发现自高盐环境的细菌有较高的同源性，且该类细菌基本为兼性厌氧菌或严格厌氧菌;高盐和超高盐废水同步除磷脱氮系统微生物群落的相似度为75.1％，测序结果表明，与系统中存在的优势种群同源性较高的细菌均来自海洋等高盐环境，多数属于黄杆菌科（Flavobacteriaceae）、交替单胞菌科（Alteromonadaceae）、鞘脂杆菌科（Sphingobacteriaceae），具有较广的耐盐范围，且适宜的生存温度和pH都与本研究中高盐/超高盐同步除磷脱氮系统控制参数基本一致，多数为严格好氧细菌，部分为兼性细菌，外表形态多为杆状。　　 研发出的高盐/超高盐榨菜废水生物处理系统快速构建技术，为实现高盐/超高盐废水高效生物处理奠定了良好的基础，研究为高盐/超高盐榨菜废水生物处理工程提供了有力支持，具有重要的现实意义和实用价值。