偶氮染料废水是工业废水的主要来源,极难处理,不仅色度深、排放量大,而且成分冗杂,既包括有机物也含有高浓度的无机盐。此外,偶氮染料废水排放到自然水体中,会对环境生态系统以及人类健康造成极大的危害。与传统的物理法、化学法或者生物法等偶氮染料废水处理工艺不同,本研究采用的是生物电催化-接触氧化耦合系统,即生物电化学系统（BES）与生物接触氧化（BCO）的组合工艺。作为一种新颖的废水处理反应器,BES-BCO耦合系统具有染料脱色效率高、污泥产量少、节省占地面积、没有二次污染等特点。在本实验研究中,分别对BES和BCO单元进行启动和微生物挂膜,并用人工配置的模拟染料酸性橙（AO7）废水分别对BES和BCO进行耐染料毒性驯化和耐盐度驯化,最终构建BES-BCO耦合系统处理高盐度染料废水。其中,染料AO7的脱色主要集中在BES部分,而有机物的去除主要集中在BCO好氧单元。对于盐浓度为50 g/L、染料AO7浓度150 mg/L、COD浓度为1100 mg/L的偶氮染料AO7废水,经BES-BCO耦合系统的处理,获得了 94%的染料脱色率和73%的COD去除率。研究表明,盐度的增加能够增强染料AO7的脱色率,但是对有机物的好氧去除产生了抑制作用。同时,通过改变外加电压的大小来测定反应器的内阻,结果表明当盐度为0%时反应器电阻为127.5Ω,而当盐度增加至5.0%时反应器阻值降为60.6 Ω,盐度对反应器的内阻具有重要的调节作用,盐度越高,内阻越小,电流越大。并利用测得的数据,对染料AO7的脱色比能耗进行计算。通过设计单因素变化实验,探究水力停留时间、外电压以及溶解氧浓度等因素对反应器性能和废水处理效果的影响,并利用响应面分析软件进行计算。结果表明,外加电压为0.37 V、水力停留时间为24 h、溶解氧浓度为2.16 mg/L是BES-BCO耦合系统的最佳运行条件,能够实现94%左右的染料AO7去除率、75%左右的COD去除率以及978.31 J/g的染料脱色比能耗。利用基于Illumina平台的高通量测序技术,对反应器内部的微生物群落进行分析,发现随着水中有机物浓度的下降,菌群的丰富度和多样性逐渐下降。在门层次上,反应器内部各生物膜样本的菌群种类相对较少,结构简单,这主要是因为大量不适宜于高盐度环境生存的微生物被淘汰。其中,各样本的微生物种类完全一致,主要存在有四大菌门,其中变形菌的占比最高。在属层次上,大多数微生物的适宜盐度范围为2～4%,而本研究5%的盐度环境已经超过这个范围,使得这些微生物的活性受到抑制,不利于反应器对废水的降解。可以考虑为反应器特别是BCO单元接种噬盐菌来提高废水处理效果。