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近年来随着工业技术的发展,工厂排放的含有机毒物废水呈现出多种化、高毒性的趋势,已经对污水处理厂现有的硝化和反硝化工艺产生冲击。其中酚类化合物废水是较为常见的工业废水,主要用于染料、农药、炸药、木材防腐剂、除草剂、增塑剂等的生产,其具有很强的电子亲和力,结构稳定并且具有难氧化、毒性高的特点,所以其排放到环境中会对环境造成严重的污染,对人体危害极大。许多研究利用物理、化学等方法从废水中去除毒性有机污染物,但是这些方法往往费用昂贵而且中间会产生毒性更大的中间体,因此在自然养分循环及经济效益方面微生物法是一种经济有效的去除酚类化合物的方法。本论文选择硝化污泥及硝化颗粒污泥为研究对象,对工业废水中酚类化合物进行有效降解,利用荧光光谱对系统内微生物产物释放规律进行探究,利用高通量测序研究污泥中微生物群落的演变及探究降解不同酚类化合物的优势菌种,符合未来生物处理技术的发展方向。1.以硝化污泥（NS）生物反应器同时处理对硝基苯酚（PNP）和高氨氮废水为研究对象,对系统性能、污泥特性和微生物群落迁移进行了评价;PNP毒性环境驯化后PNP和NH4+-N的去除率分别达到99.9%和99.8%;硝化污泥的粒径随着表面电势的降低从115.2μm增加到226.3μm,表明硝化污泥在受到毒性物质影响时通过团聚作用来保护其免受毒性影响;PNP存在条件下可溶性微生物产物（SMP）中腐殖酸明显增加,比空白阶段提高了2.5倍;Nitrospiraceae和Nitrosomonas的相对丰度,表明硝化污泥的硝化反应得到增强,同时Ignavibacteria和Aeromonas被证实为降解PNP的优势菌种。2.分析了两个硝化污泥膜生物反应器（存在与不存在2,4-二氯苯酚（2,4-DCP））处理高氨氮废水的脱氮效果及2,4-二氯苯酚降解性能。两个MBR操作130天后均表现出良好的效果,NH4+-N去除率均大于98%,2,4-DCP去除率大于96%;2,4-二氯苯酚加入后硝化细菌比异养细菌受到更严重的抑制;同时存在2,4-DCP的MBR的跨膜压差（TMP）在前十天迅速从0.025 MPa增加到0.051 MPa,表明2,4-DCP的对膜结构产生不良影响;2,4-DCP暴露下松散结合EPS（LB-EPS）和紧密结合EPS（TB-EPS）的蛋白质和多糖的比值分别提高到1.1倍和6.3倍,说明PN物质较PS物质对氯酚的敏感程度更高;高通量测序分析表明Mesorhizobium和Paracoccus被证实是硝化污泥膜生物反应器降解2,4-二氯苯酚的主要降解菌种。3.建立硝化颗粒污泥序批示反应器（NGS-SBR）对2,6-DCP进行强化降解。90天驯化后发现2,6-DCP（5 mg/L）和NH4+-N的去除率分别达到99.9%和99.8%;2,6-DCP暴露下LB-EPS和TB-EPS中的多糖和蛋白质含量呈上升趋势;同时NGS中的AOB和NOB活性增强,AOB活性的增强提高了NGS共代谢能力;分子量（MW）数据表明,SMP由分子量小于1 kDa或大于10 kDa的化合物组成;高通量测序数据分析表明在2,6-DCP存在条件下Nitrospirae和Nitrosomonas在NGS中富集,这说明NGS中硝化反应得到增强;同时Amaricoccus和Acidovorax被证实是硝化颗粒污泥中降解2,6-DCP的主要降解菌种。