随着工业发展的突飞猛进,水体镉污染现象日益严峻。生物炭和微生物吸附在含镉废水处理中有着广泛研究,但仍然存在一定的应用缺陷。研究表明,利用生物炭-微生物协同体系处理含镉废水可以弥补单一体系处理时的不足。然而,目前有关协同体系的研究还相对较少,缺乏对体系中的作用机理展开深入研究。因此,本文考查了三种生物炭的吸附特性,进而在此基础上、对比其与枯草芽孢杆菌联用形成的协同体系对含镉废水的镉去除能力差异,并深入探究协同体系中的镉去除过程及机理。主要结果如下:（1）以玉米秸秆、花生壳、松木为生物炭原料,考查三种生物炭的镉吸附特性。结果表明,三种生物炭均在pH为7的条件下对镉的吸附效果最佳,且吸附过程中均以化学作用和单分子层吸附为主。其中玉米秸秆和花生壳生物炭吸附效果较好,分别为37.4 mg·g-1和35.4 mg·g-1;松木生物炭吸附效果最差,仅为4.9 mg·g-1。通过扫描电镜-能谱和物理气体氮吸附分析发现,玉米秸秆生物炭具有矿物元素、粗糙的表面孔道、较大的比表面积和孔隙容量,使其在含镉废水处理方面可能具有更大的潜力。（2）将三种生物炭分别与枯草芽孢杆菌联用处理含镉废水,结果表明,玉米秸秆生物炭-枯草芽孢杆菌协同体系对镉的去除效果最佳（62%）。其镉去除率相比枯草芽孢杆菌单一体系提升了139.4%,相比生物炭体系提升了86.9%,且大于玉米秸秆生物炭和枯草芽孢杆菌单一体系的去除效果之和。通过OD值监测发现,玉米秸秆生物炭可以提升枯草芽孢杆菌的最大生物量。基于协同体系与单一体系去除过程和表征分析结果对比发现,玉米秸秆生物炭-枯草芽孢杆菌协同体系对镉的去除过程可大致分为三个阶段:生物炭主导修复阶段、枯草芽孢杆菌主导修复阶段以及生物膜形成阶段。协同体系中生物炭表面矿物元素的释放、以及枯草芽孢杆菌附着形成的生物膜是实现水体中镉的长期稳定去除的重要因素。（3）进一步的转录组学分析结果表明,枯草芽孢杆菌通过细胞功能转运的方式将重金属镉从溶液中去除,但并未将其稳定地结合在细胞上。镉毒性对枯草芽孢杆菌造成了直接侵害,极大地抑制了其生长代谢活性。玉米秸秆生物炭的加入不仅激活了枯草芽孢杆菌体内的磷酸转移酶系统,增强了镉结合基因LuxS和镉抗性基因czcD的表达,并为枯草芽孢杆菌提供了能源物质,增强了枯草芽孢杆菌碳、氮、核黄素等相关代谢通路的表达。此外,枯草芽孢杆菌的磷合成/固定相关基因pyrG和pcrA的表达也得到了显著上调,同时出现了明显的生物膜早期发育特征,这些结果进一步验证了协同体系的构建可以实现废水中镉的长期稳定去除。