菌源对高盐废水驯化的影响

2.1.1二级氧化池驯化过程中2种菌源对出水COD变化影响的结果由图1可知，当盐度为5g/L、进水流速控制在20mL/min时，菌源B驯化后二级氧化池出水COD值均小于菌源A，2组污泥驯化后的出水COD均伴随着驯化时间推移而逐渐变小；

当盐度为6g/L、进水流速控制在40mL/min时，菌源B驯化后的二级氧化池出水COD值与菌源A之间差值在逐渐减小，此阶段菌源B出水COD值大于菌源A，整体上2组的出水COD值变化稳定，污泥均开始进入稳定的驯化阶段；

当盐度为7g/L、进水流速控制在60mL/min时，2组的出水COD值比前一驯化阶段略增大，但总体上变化缓慢，并且菌源B的出水COD值大体上略高于菌源A；

当盐度为8g/L、进水流速控制在65mL/min时，随着盐度与进水流速的不断提升，此阶段开始时2组污泥的出水COD值均有明显增大的趋势，表明此时的高盐及高负荷已经接近微生物所能承受的临界值，此后污泥不断适应驯化条件，使出水COD值由大变小至稳定阶段。

从图1还可以看出，整个驯化阶段中，在不同驯化条件下，每提高一个阶段盐度及进水流速，初期均引起出水COD值的升高，随着驯化时间延长，出水COD值逐渐降低直至达到一个稳定的水平，这可能是由于每提高一个盐度，形成的新生态系统需要一个适应的过程，随着新生态系统逐步稳定，对盐度的承受能力不断提高，从而处理有机物的能力逐渐增强，出水水质逐渐好转；

整个过程中菌源B的污泥的优势仅体现在第1阶段的适应期，在其他各个阶段中菌源A污泥表现出了较好的耐盐能力，分析其原因可能是由于菌源B比菌源A污泥组成中含有较多耐盐性微生物，但微生物多样性较为单一，所以在驯化初期耐鹽性微生物发挥了耐盐能力，随着驯化时间的延长，菌源A大量丰富的微生物不断适应驯化的高盐环境，发挥出潜在的耐盐能力，形成了更加丰富的耐盐微生物系统；并且在驯化终期盐度8g/L时，出水COD值达到较好效果，出水COD值为407mg/L，达到污水综合排放标准（≤450mg/L），处理效率为83.7%。说明采用逐步提高盐度的驯化方法，菌源A较菌源B能成功构建耐盐微生物处理系统。

2.1.2二级氧化池驯化过程中2种菌源对处理负荷变化的影响由图2可知，当盐度为5g/L、进水流速控制在20mL/min时，菌源B的处理负荷整体高于菌源A，2组污泥的处理负荷在该阶段内呈现稳定变化的趋势；当盐度为6g/L、进水流速控制在40mL/min时，同样可以看出，此阶段2组污泥的COD处理负荷数值差异较小；当盐度为7g/L、进水流速控制在60mL/min时，此阶段的2组污泥处理负荷均较高，呈明显的上升趋势，并且菌源A的处理负荷能力强于菌源B；当盐度为8g/L、进水流速控制在65mL/min时，污泥的处理负荷变化与出水COD变化基本一致，均呈现出良好状态，菌源A污泥COD处理负荷达到1.14kg/（m3˙d）。说明采用逐步提高盐度的驯化方法，菌源A较菌源B的处理能力更强，更适合高盐度的水处理环境，为由于盐度剧烈变化而引起的突发水污染情况提供了应急预案理论的数据。

2.1.3一级氧化池驯化过程中2种菌源的出水COD及处理负荷变化一级氧化池的每个阶段驯化条件均与二级氧化池相同，由图3可知，在每个不同的驯化阶段，一级氧化池的出水COD及处理负荷变化趋势与二级氧化池的变化相符，并没有大幅度变化；整个驯化过程中菌源A的出水COD及处理负荷略好于菌源B，进一步证实了对二级氧化池所获得数据的可靠性与科学性。

2.2不同菌源驯化的耐盐菌群对盐度变化的稳定性

根据图1的试验数据分析，在驯化过程中，当盐度小于7g/L时，二级氧化池出水水质保持逐步改善的趋势，说明盐度在此范围内增大对微生物菌群未造成较大的影响，属于微生物菌群较适应的变化范围。当盐度大于7g/L时，每提高一次盐度，二级出水水质都会产生由差变好的大幅波动，说明7g/L是原有微生物菌群可耐受的极限盐度。

在盐度大于7g/L的每一个驯化阶段，微生物菌群都会对自身结构进行优化以适应新的盐度环境。对比2种菌源驯化得到的微生物菌群在盐度为8g/L时的驯化情况，菌源A的出水水质变化幅度要小于菌源B，对于盐度的增大表现出较好的稳定性，原因可能在于菌源较好的生物多样性有利于驯化后菌群的稳定性。

2.3驯化过程中2种菌源生物相观察结果

生物相观测结果如图4、图5、图6、图7及表1所示。由镜检可知，菌源A污泥中所含微生物种类丰富，以钟虫为优势菌属，菌源B污泥中纤毛虫较多。

随着盐度的进一步提高，钟虫逐渐减少，丝状菌在盐度为6g/L时大量存在，随着盐度的提高，逐渐消失，分析其原因，是由于高盐废水中溶解性BOD5比例高，诱发丝状菌的异常繁殖，另一方面，在渗透压逐渐增大的过程中，增加了水相中的基质进入细胞内的难度，而丝状菌凭借比表面积大的特点，凸显了其在对有机物基质竞争中的优势，但丝状菌的耐盐极限有限，高盐度时丝状菌消失。

菌源B污泥与菌源A污泥中分别出现了漫游虫，并且漫游虫在盐度为6～7g/L范围内大量存在。纤毛虫在整个盐度驯化过程中始终存在，表现出良好的耐盐能力。

此外，当盐度提高到8g/L时，菌源A污泥中开始出现少量眼虫，菌源B污泥有少量线虫，并且2组污泥均出现污泥絮体松散、出水浑浊，分析认为高盐条件下，微生物的种类和数量减少，使得有机物的降解受到抑制，废水污染程度加剧，因此出现了可表征环境监测水域内有机物增多、污染的生物指标眼虫，并且嗜盐微生物增加，主要以杆菌为主，由于其动能大，絮凝性差，影响到污泥的结构，使出水浑浊。

在盐度为5～8g/L范围内，盐度的升高对反应器中的微生物生态系统有较大的影响，可以认为在盐度变化时，微生物通过调节体内的相容性物质来适应外界渗透压变化，并且盐度的高低与微生物的调渗能力成反比，高盐度条件下不耐盐微生物会死亡，而能适应高盐条件的微生物生存下来并大量增殖，使有机物的去除率能逐渐提高。在高盐条件下，中等嗜盐菌在细胞壁积累Na+、K+等无机阳离子和氨基酸、甘油等有机化合物，从而增加了细胞的离子强度，以够维持细胞的渗透压。

同时，镜检发现，随着盐度的提高，菌源A污泥的微生物适应性及多样性均好于菌源B污泥，可以认为反应器中的菌源A耐盐性更好，更具有高效处理含盐废水的潜力。

试验结果表明，通过逐步提高反应器中盐浓度的方法，以盐浓度为选择压力，可以把污泥中的非耐盐微生物淘汰，使耐盐能力较强的菌群得到快速增殖，并通过逐渐提高盐度，可使以盐度为生存必要条件的嗜盐菌成为优势菌种，逐步构建出适应高盐浓度环境的耐高盐微生物系统。

3结论

采用逐步提高进水流速及进水盐度的方法进行驯化启动，分别对取自生活污水处理厂的菌源A与取自某制药厂的菌源B建立了目标盐度为8g/L（以NaCl计）的高盐微生物处理环境；通过对比研究表明菌源A发挥出了潜在的耐盐能力，形成了更加丰富的耐盐微生物系统；并且在驯化终期盐度8g/L时，出水COD达到较好效果，出水值为407mg/L，处理效率达83.7%，处理负荷为1.14kg/（m3˙d），当盐度由7g/L提高到8g/L过程中，表现出良好稳定性，说明适合应用到由于盐度造成的突发性应急处理中。

镜检结果表明，随着盐度的提高，菌源A污泥的微生物适应性及多样性均好于菌源B污泥，以钟虫为优势菌属，确定将菌源A污泥作为研究对象，应用到后续的高盐废水处理的研究中，其更具有实际应用价值，具有良好的应用前景。

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