榨菜生产是三峡库区的支柱产业，在榨菜腌制过程中产生的超高盐（7％，以NaCl计，下同）高氮磷高有机浓度榨菜腌制废水处理难度大，对库区水环境形成严重威胁。目前，榨菜废水处理的一种模式是榨菜生产企业需要对其高浓度腌制废水进行预处理达到《污水综合排放标准》(GB8978-1996)三级排放标准后，与城镇污水合并处理，对此，研发高效低成本的榨菜腌制废水预处理技术，成为解决榨菜废水处理的关键。研究提出基于嗜盐菌的生物预处理系统，采用中试研究，比较了ASBBR、ASBBR-絮凝、SBBR、SBBR-絮凝和ASBBR-SBBR工艺的预处理效能，得出了ASBBR-SBBR为适宜的预处理工艺，考察了该组合工艺在各个季节的处理效能，得出了达标处理的关键工况参数。在此基础上，对其污染物去除机理进行了研究，通过测定ASBBR反应器中的各个季节最大比产甲烷速率(SMA)，揭示7％盐度环境对产甲烷菌种群的影响，分析产甲烷菌在各季节的活性;通过对进出水有机物相对分子量测定，分析了有机物降解规律。针对研究过程中发现的在不排泥连续曝气的工况条件下，SBBR反应器不同于传统聚磷菌除磷途径的高效除磷现象，尤其是冬季(＜10℃)，仍然表现出较高的除磷能力，通过对SBBR反应器磷平衡、周期结合态磷化氢、周期固相磷形态监测分析，以及对不同时期生物膜污泥磷形态比较分析，得出系统磷形态变化的规律和磷转化的途径。采用PCR-DGGE技术，分析了ASBBR和SBBR反应器在7％盐度条件下，微生物种群的演替规律和微生物优势种群的构成，探讨了超高盐条件下污染物高效去除的机理。研究得出的主要结论如下:　　 ①在7％盐度，ASBBR反应器负荷分别为7kgCOD/(m3·d)、5kgCOD/(m3·d)和2kgCOD/(m3·d)，SBBR反应器负荷均为1kgCOD/(m3·d)条件下，夏季(25～40℃)、春秋季(10～25℃)和冬季(＜10℃)时，ASBBR-SBBR出水COD和SS均能达到《污水综合排放标准》(GB8978-1996)三级排放标准，COD和SS去除率分别为94％～95％和87‰～88％，同时SBBR在不排泥连续曝气运行工况下，磷酸盐去除率为64.1％～75.7％，表现出不同于聚磷菌除磷的能力。　　 ②在7％的盐度环境中，ASBBR反应器在夏季(25～40℃)、春秋季(10～25℃)和冬季(＜10℃)最大比产甲烷速率(SMA)分别为306mlCH4/(gVSS·d)、225mlCH4/(gVSS·d)和204mlCH4/(gVSS·d)，比有关处理未受到盐度抑制城镇污水的厌氧反应器高106.3mlCH4/(gVSS·d)～228mlCH4/(gVSS·d);并且出水VFA较低，无VFA累积现象。表明在7％超高盐度环境中，ASBBR反应器中产甲烷菌群表现出较高活性，已在反应器中构建出嗜盐微生物种群，能够很好地适应该系统环境。　　 ③进出水有机物相对分子量测试结果表明:7％盐度环境对反应器有机物去除过程无显著影响。ASBBR反应器对于相对分子量大于5K的大分子有机物总去除率为87％，小于5K的小分子有机物总去除率为84％，对大分子和小分子有机物都表现出了较高的处理效能;SBBR反应器对相对分子量大于5K的大分子有机物总去除率为95％，相对分子量小于5K的小分子有机物总去除率为59％，大分子和小分子有机物都表现出了较高的处理效能。SEM监测表明:在7％盐度环境中，ASBBR和SBBR反应器生物膜结构在各个季节有一定差异，但是生物膜中微生物数量相对较多，表明有较多的微生物能够适应7％盐度的环境，可保证反应器具有稳定高效的处理能力。　　 ④SBBR反应器在盐度7％、连续曝气和不排放剩余污泥的运行工况条件下，各个季节的磷酸盐去除率随着温度的升高而增加，夏季(25～40℃)时磷酸盐平均去除率为75.69％，分别比春秋季(10～25℃)和冬季(＜10℃)时高3.97％和11.57％。通过系统内磷平衡的分析可知:反应器在运行75个周期后，共有1.05kg的磷损失;反应器在一个运行周期运行中，结合态磷化氢(MBP)呈现先逐步降低后逐步上升的趋势，MBP含量最高为7.3×105ng·kg-1，较厌氧消化污泥、湖泊和海洋沉积物中的MBP高103～104倍，初步证明了其除磷途径为磷酸盐生物还原;周期运行过程中，反应器生物膜中BD-P、和NaOH-P85含量较低，变化不明显，H2O-P、NaOH-P和HCl-P均呈现先上升后下降的趋势;超高盐榨菜废水磷酸盐生物还原系统的过程中，磷形态的转化过程可能是Org-P→H2O-P→NaOH-P→BD-P→NaOH-P85→HCl-P;特别是中试研究中发现在冬季(＜10℃)低温条件下，反应器对磷酸盐的去除率达到64.12％，表明磷酸盐还原菌能够适应低温环境，改变了以往研究中对磷酸盐还原菌是中温菌的认识，对磷酸盐生物还原常温处理系统建立具有重要意义。　　 ⑤通过PCR-DGGE分析表明:在7％盐度环境中，ASBBR和SBBR反应器微生物种群数量和优势种群结构与接种污泥相比变化显著。通过对PCR-DGGE图谱中的特异性条带进行切割回收和测序，经过NCBI基因库对比表明:在7％盐度的环境条件下，ASBBR和SBBR反应器中的微生物优势种群与城镇污水处理系统的微生物种群相比发生了较大变化，超高盐体系中优势种群主要为各种厌氧和好氧嗜盐菌，这是系统高效能的关键。负荷和温度对于ASBBR和SBBR系统种群构成影响显著，对ASBBR反应器中主要的优势微生物种群测序结果表明，夏季负荷为7.0kgCOD/(m3·d)时主要有:Arcobacter种属、Cellulophaga种属、Vibrio种属、Methanobacterium种属和Maribacterr种属;负荷为5.0kgCOD/(m3·d)时主要有:Sulfurovum种属、Methanobacterium种属、Maribacterr种属;负荷为3.0kgCOD/(m3·d)时主要有:Lutaonella种属、Methanobacterium种属。夏季(25～40℃)时主要有:Sulfurovum种属、Cellulophaga种属、Arcobacter种属、Methanobacterium种属;冬季(＜10℃)时主要有:Pelospora种属、Arcobacter种属、Lutaonella种属、Albidovulum种属、Methanobacterium种属、Maribacterr种属;春秋季(10～25℃)时主要有:Marinobacterium种属、Albidovulum种属、Methanobacterium种属、Robiginitalea种属，其中Methanobacterium种属在各个季节均为优势种群，表明温度变化对超高盐厌氧处理系统中产甲烷菌种属作为优势种群的地位没有影响。对SBBR反应器中主要的优势微生物种群测序结果表明，主要的优势微生物种群，夏季(25～40℃)负荷为1.0kgCOD/(m3·d)时主要有:Neptuniibacter种属、Marinospirillum种属、Hahella种属、Kangiella种属、Oceanicaulis;负荷为2.0kgCOD/(m3·d)时主要有:Neptuniibacter种属、Marinospirillum种属、Kangiella种属、Oceanicaulis种属、Saccharospirillum种属;负荷为3.0kgCOD/(m3·d)时主要有:Neptuniibacter种属、Zobellella种属、Microbulbifer种属、Kangiella种属、Oceanicaulis种属、Thalassolituus种属。SBBR反应器中系统主要的优势微生物种群，夏季(25～40℃)时主要有:Marinimicrobium种属、Zobellella种属、Kangiella种属、Oceanicaulis种属、Thalassolituus种属;冬季(＜10℃)主要有:Nitrincola种属、Nitratifractor种属、Kangiella种属;春秋季(10～25℃)主要有:Simiduia种属、Zobellella种属、Nitratifractor种属、Halotalea种属。　　 上述研究结果，为超高盐榨菜废水高效低成本处理开辟了新途径，为超高盐榨菜废水预处理工程实践提供了支持，研究具有重要的理论与实用价值。