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高含盐有机废水含有高浓度的盐和有毒、难降解的溶解性有机物，属于极难处理的有机废水。本论文针对石化企业生产过程中产生的高含盐有机废水，在高盐条件对活性污泥进行驯化，从而培养出能够降解有机污染物和氨氮的耐盐微生物。本课题研究了高盐废水中有机污染物、氨氮以及盐浓度等因素对微生物驯化过程的影响，并研究了驯化后的活性污泥对不同水质的适应性和对废水中氨氮、COD以及有机氯化物的降解性能。实验考察了驯化过程中活性污泥的形态结构、性能以及出水水质的变化，对驯化前后污泥中的微生物进行DNA鉴定，分析和比较了驯化过程对微生物的种群影响。最后，采用扩展A/O工艺进行耐盐微生物处理高含盐有机废水的中试研究。本课题研究结果如下：
采用小型SBR反应器对污泥进行驯化，结果表明：含盐有机废水的盐浓度对活性污泥的性质和污泥中的微生物有较大的影响。驯化初期活性污泥浓度随着氯离子浓度的增加而快速下降，当废水中的氯离子浓度由2600mg/L增大到8840mg/L时，污泥浓度明显减小，由最初的5100mg/L减少到2000mg/L左右。驯化30天后，污泥浓度随氯离子浓度的增加而缓慢上升，耐盐微生物逐步成为污泥中的优势菌群，而非耐盐微生物被逐步淘汰。在驯化后期，进水氯离子浓度，增加至21000mg/L，即驯化初期氯离子浓度的7倍，此时耐盐微生物仍具有良好的活性，系统的COD去除率能稳定保持在70％左右。
通过比较经驯化的活性污泥与未经驯化的活性污泥对丙酮和二氯乙烷的降解性能表明，经驯化的活性污泥对一般有机物和有机氯化物的降解性能明显优于未经驯化的活性污泥。经驯化的活性污泥对丙酮的去除率达94.3％，对二氯乙烷的去除率达88.4％；而未驯化的活性污泥对丙酮的去除率仅25％，对二氯乙烷的去除率为74.1％。此外，驯化的活性污泥和未驯化的活性污泥，两者均能使环氧氯丙烷降解到气相色谱的检测限以下。
在耐盐驯化的基础上，采用小型A/O系统，以含氨氮废水对耐盐活性污泥进行进一步驯化，培养具有耐盐性能的硝化菌群。研究表明：氨氮废水对耐盐微生物系统造成较大的影响。驯化初期污泥沉降性能变差，造成系统污泥流失，污泥浓度下降；经过30天的驯化，污泥性能恢复稳定。驯化50天左右，系统对氨氮的去除率从驯化初期的10％逐渐上升至96％，表明驯化过程使活性污泥中的耐盐硝化菌群成为优势菌种，并形成了降解氨氮的稳定体系。脱氮系统受容积负荷与水温影响较大，该A/O系统稳定条件为：水温20-25℃，pH值在8.0-8.5，进水流量为15～25L/h，水力停留时间在24～40小时之间，污泥浓度维持在8000～9000mg/L，污泥容积负荷为0.05-0.08 kgNH3-N/m3·d，污泥泥龄为15.0天的条件下，出水COD的去除率最高可达到90％以上，氨氮去除率达95％以上。出水氨氮浓度低于5mg/L，甚至达到检测极限以下。采用DNA测序技术，对两种活性污泥中的微生物群落进行了鉴定和比较。结果表明，驯化前后活性污泥中微生物群落结构存在很大差异。由经驯化的活性污泥中鉴定出83类微生物，其优势菌种以好氧异养菌为主，主要菌种有：Haliscomenobacter hydrossis(丝状的好氧异养菌，具有铵氧化功能)；Lewinella nigricans(具有脱氮除磷功能)；Lysobacter taiwanensis(嗜热、嗜碱细菌)；Pedomicrobium fusiforme(具有脱氮功能)；Hyphomicrobium sp．Ellin112(具有降解有机氯化物的功能)；Alpha proteobacterium(水生蠕虫的共生菌，帮助降解废水中的含氯有毒物质)。由未经驯化的活性污泥中鉴定出109类微生物，其种群呈多样性分布，且污泥中菌属差异性大，功能相对分散。经驯化的活性污泥中的微生物种群数量明显少于未经驯化的B污泥，且经驯化的A污泥中的菌种主要属于对有机氯化物具有降解性能的耐盐菌种。表明驯化过程使污泥中的微生物种群具有专一性，活性污泥中的微生物菌群得到了有效的驯化和培养。
在小试研究的基础上，采用了以纯氧曝气单元为核心，由预氧化、酸化水解、纯氧曝气活性污泥和接触氧化单元组成的扩展A/O工艺，进行耐盐微生物处理高含盐有机废水中试研究。实验表明：耐盐微生物系统能有效承受实际废水中盐度与COD的波动，短时间一定幅度的盐浓度和TDS冲击对经驯化后的污泥并未有明显的有害抑制，曝气单元的COD去除率始终保持在85％以上。耐盐微生物系统能够适应比较宽的盐度范围，但是对废水中氨氮的冲击较敏感。当Cl-浓度在20000mg/L以下，TDS浓度在40000mg/L以下，水力负荷为2.95kgCOD/m3·d条件下，整个扩展A/O系统的COD去除率达到93％以上，对氨氮的去除率最高达95％。表明采用经驯化的耐盐微生物，通过扩展A/O工艺能有效处理高含盐有机废水。