食品加工、制药和制革等过程中会产生大量的高盐有机废水。厌氧处理技术因其成本低、经济效益好、可回收资源的优点被广泛用于该废水处理。但是在高盐环境下,过高的盐浓度会对厌氧微生物产生抑制和毒害作用,造成厌氧微生物生长速率变低,甚至导致细胞发生裂解或死亡,厌氧产甲烷过程被严重抑制,产甲烷效率大大降低。因此,寻找一种高效的高盐有机废水厌氧产甲烷方法成为当前亟需解决的难题。基于此,本研究首先从不同盐浓度对高盐有机废水厌氧产甲烷性能的影响分析出发,为强化高盐有机废水厌氧产甲烷性能提供基础资料。然后,采用纳米磁铁矿强化高盐有机废水厌氧产甲烷性能,并对其强化机理进行分析,同时获得纳米磁铁矿的最佳添加量。在此基础上,采用KCl作为调渗剂,与纳米磁铁矿同时添加至厌氧反应器中,进一步强化高盐有机废水厌氧产甲烷性能,并对二者协同促进高盐有机废水厌氧产甲烷的机理进行分析。最后,采用厌氧反应器对高盐有机废水进行处理,探究纳米磁铁矿和KCl同时添加在厌氧反应器启动和长期运行中的促进作用;为该方法的实际应用奠定基础。主要研究结果如下:(1)对不同盐浓度(0%-4%)条件下高盐有机废水厌氧消化产甲烷性能进行分析,结果表明,随着盐浓度的增加,废水厌氧消化产甲烷性能降低。尤其是在3%以上的盐浓度下,甲烷产量大幅降低,反应器中出现酸的累积,出水中残留大量的乙酸、丙酸和丁酸,厌氧消化过程被抑制。(2)采用纳米磁铁矿强化高盐有机废水厌氧产甲烷性能,并对其强化机理进行分析。结果表明,在添加200 mg/L的纳米磁铁矿后,废水的累积甲烷产量最高,比无纳米磁铁矿添加HER2 immunohistochemistry的对照组提高了11.06%,COD去除率上升,VFAs降解加快,废水厌氧消化产甲烷性能提高。纳米磁铁矿的添加增强了脱氢酶、乙酸激酶和F_(420)的活性;系统的氧化还原电位(ORP)降低,为厌氧微生物反应提供了更好的还原环境;同时电子传递系统(ETS)活性提高,电子传递速率增强;厌氧微Erastin生物胞外聚合物(EPS)分泌增强。此外,200 mg/L的纳米磁铁矿提高了微生物种群的丰富度和多样性,尤其是添加200 mg/L纳米磁铁矿的厌氧系统中富集了氢营养型的产甲烷菌Methanolinea和能够将小分子有机物降解生成乙酸的Proteobacteria,强化了氢营养型产甲烷途径和乙酸产生。(3)对同时添加纳米磁铁矿和KCl条件下高盐有机废水厌氧消化产甲烷性能进行分析,结果表明,同时添加0.174%的KCl和200 mg/L纳米磁铁矿后,废水的累积甲烷产量最高,比对照组提高了124.85%,相应的出水COD降低;纳米磁铁矿和KCl的添加对高盐有机废水厌氧产甲烷过程具有协同促进效果。同时添加纳米磁铁矿和KCl加快了厌氧系统中乙酸、丙酸和丁酸的降解,提高了α-葡萄苷水解酶、脱氢酶、乙酸激酶和F_(420)的活性。在此条件下,高盐有机废水厌氧消化体系中微生物的丰富3-MA体外度和多样性提高,将乙酸盐作为必要生长因子的氢营养型产甲烷菌Methanoregulaceae和能够将丙酸氧化分解生成乙酸的细菌Syntrophobacteraceae在厌氧消化系统中富集。这表明,同时添加纳米磁铁矿和KCl不仅促进了丙酸的转化,而且进一步强化了氢营养型产甲烷途径。(4)采用四组反应器G1(对照)、G2(添加200 mg/L纳米磁铁矿)、G3(添加0.174%KCl)和G4(0.174%KCl+200 mg/L纳米磁铁矿)对高盐有机废水进行处理,分析纳米磁铁矿和KCl同时添加在厌氧反应器启动和长期运行中的促进作用。结果发现,同时添加KCl和纳米磁铁矿能够促进厌氧污泥的驯化,实现高盐有机废水厌氧处理反应器的快速启动。在后续提高有机负荷和降低钾离子浓度过程中,G4组厌氧反应器的COD去除率仍然保持在70%左右,该条件下驯化的厌氧污泥可以保持良好的厌氧产甲烷性能。此外,宏基因组分析显示,添加纳米磁铁矿和KCl后,乙酸营养型产甲烷和氢营养型产甲烷途径均被增强,与信号传导有关的基因丰度升高,与K~+、Na~+转运和EPS分泌相关的基因丰度降低。这表明KCl与纳米磁铁矿的协同作用提高了微生物的能量代谢和信号传导过程的效率,强化了高盐有机废水厌氧反应器的启动。