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苯酚是一种具有毒性的有机污染物,其高效降解一直为人们所研究。据报道,纯培养下,GS-15能够在厌氧条件下以氧化铁作为电子受体降解苯酚,然而三价铁能否加快苯酚的降解并没有得到验证,而且混菌体系下微生物能否以氧化铁和其他三价铁化合物作为电子受体降解苯酚也有待证实。共代谢原理可以被用于促进苯酚降解,但研究较少,且多以葡萄糖为共代谢底物,降解速率提高幅度也十分有限。本研究在厌氧混菌体系下,探索柠檬酸铁、四氧化三铁、氧化铁和氢氧化铁对苯酚降解的影响,并比较柠檬酸根与葡萄糖分别作为共代谢底物对于苯酚降解的促进作用。可以得到以下结论：1、柠檬酸铁的添加能够有效促进苯酚在厌氧甲烷化条件下的降解,能够在间歇式静置运行的条件下,使100 mg/L的苯酚在四天内去除率达到100%,且将苯酚浓度突然提升至380 mg/L时,柠檬酸铁能够很好抵抗冲击负荷,保持较高的苯酚降解速率,7天内去除率93.93%;而没有添加柠檬酸铁的空白对照组,苯酚浓度100 mg/L时,4天的去除率仅为36.69%,苯酚浓度380 mg/L时,7天的去除率仅为26.94%。添加四氧化三铁和三氧化二铁的实验组在苯酚浓度为100 mg/L时,苯酚降解速率与空白对照组基本相同,而当苯酚浓度为380 mg/L时,添加四氧化三铁和三氧化二铁的实验组分别比空白对照组高12.18%和9.85%,说明铁氧化物可以增加抗冲击负荷的能力。氢氧化铁单独存在时严重抑制了苯酚的降解和生物气的产生,而当与柠檬酸钠同时存在时,可以极大的促进苯酚的降解。2、在厌氧条件下,异化铁还原菌可以三价铁作为电子受体降解苯酚,降解过程中,二价铁在前三天有一个快速的积累,二价铁浓度最高可达158 mg/L,之后二价铁浓度逐渐下降并稳定30 mg/L左右,这种趋势也与CH4和CO2的产生一致,前三天快速产生气体,并基本达到最大值,之后保持稳定。该研究还证明了苯酚在厌氧条件下,是经过磷酸单苯酯进行降解的。3、苯酚初始浓度为150 mg/L时,葡萄糖、柠檬酸钠、柠檬酸铁和柠檬酸钠+Fe(OH)3作为共代谢基质降解苯酚,12天的去除率分别为12.39%、35.77%、48.24%和74.32%;而当苯酚浓度为270 mg/L时,上述实验组5天的苯酚去除率分别为34.35%、60.14%、84.59%和97.05%。这说明柠檬酸根和三价铁的同时存在,能进一步提高苯酚的降解效果,且不溶性三价铁化合物比溶解性的三价铁化合物效果更好。4、通过高通量测序,对苯酚降解体系的微生物群落从门、纲、目、科、属、种六个水平进行分析,结果表明,三价铁的存在的确增加苯酚降解菌的丰富度,以门水平为例,Proteobacteria和Firmicutes门里都含有多种具有苯酚降解功能的菌,而添加柠檬酸铁、四氧化三铁、氧化铁、氢氧化铁的实验组和空白实验组中,Proteobacteria和Firmicutes门丰度之和分别为46.56%、45.22%、36.92%、29.15%和34.74%,这也与苯酚降解情况一致。此外,通过微生物多样性分析结果得出,三价铁的存在提高了厌氧体系中微生物的多样性,以ACE指数为例,添加柠檬酸铁、四氧化三铁、氧化铁、氢氧化铁的实验组和空白实验组ACE指数分别为6791、6051、6134、6050和4958。通过对古菌的生物高通量分析发现,古菌中仅有产甲烷菌,且属于甲烷微菌纲甲烷鬃菌科甲烷丝状菌属,是乙酸型产甲烷菌。