工业生产的诸多环节中会产生大量含有机物的高盐度废水,厌氧生物处理技术在高效去除有机物的同时兼备生物燃料气体回收、运行成本低等优势,因此被广泛用于此类废水的处理。但是盐度会造成微生物细胞渗透压的急剧升高,从而引起细胞的质壁分离和死亡,导致处理工艺效果不稳定。针对该问题,可以通过添加渗透保护剂平衡细胞膜两侧的渗透压,进而维持细胞活性。从生物中提取的渗透保护剂由于操作简单、废水处理效果好而被作为首要选择,但由于提取的原料成本高、生产工艺复杂而大大限制了该方法的实际应用。因此,本文利用剩余污泥制得污泥裂解液作为渗透保护剂,加入到高盐废水的厌氧处理系统中,探究其强化效果和机理。首先研究了不同盐度条件投加污泥裂解液对厌氧处理过程中产甲烷效果和脱氢酶活的影响,通过对比35 g/L、40 g/L和45 g/L的NaCl浓度下的结果,添加污泥裂解液均能缩短活性污泥的驯化至少一周的周期,脱氢酶活性也比对照组分别高出53%、40%和56%。其中在40 g/L的盐度下,厌氧处理第19天,添加了污泥裂解液的强化组的甲烷产量12.56 mL是对照组2.46 m L的5倍,说明污泥裂解液对微生物的活性保护作用和对有机物的代谢能力显著增强。在35 g/L⁵0 g/L的盐度范围下,对照组EPS中的蛋白含量比强化组多2⁷ mg/g·Vss,对照组细胞被EPS紧密的包裹,而强化组细胞表面的EPS疏松,说明污泥裂解液对微生物的保护并不是由于刺激细胞EPS的分泌所造成的。进一步对细胞结构和胞内物质进行分析,强化组微生物细胞膜通透性变化率比对照组减小9.2%,污泥粒径增大了3.92μm,由此可知,污泥裂解液作为渗透保护剂可以有效维持细胞形态和提高微生物的耐受能力。强化组微生物胞内的而K⁺浓度变化较小,说明污泥裂解液的渗透保护并不是细胞内盐机制;同时胞内Mg²⁺提高了0.44 mg/L,Ca²⁺浓度比对照组增加0.53 mg/L,说明污泥裂解液主要是通过增加胞内Mg²⁺和Ca²⁺浓度来维持细胞内原有的代谢途径。强化组上清液中的甜菜碱浓度减少了2.4 mg/mL,氨基酸浓度减少了12μmol/mL,胞内甜菜碱浓度增加了3.3 mg/m L,氨基酸浓度增加了3.5μmol/mL,由此可知,污泥裂解液主要通过提高胞内甜菜碱和游离氨基酸的含量来增加微生物细胞质的浓度以抵抗外界渗透压的胁迫。反应初期强化组胞内多糖的浓度比对照组多63.9 mg/g·Vss,可以说明强化组胞内途径相对对照组变化较小,因此有助于微生物维持正常的生理代谢。综上所述污泥裂解液对微生物细胞的保护主要通过小分子渗透作用,改变胞内物质的浓度,来维持细胞膜两侧的渗透压平衡。