苯酚是炼油厂,煤炭加工以及制浆造纸等行业所产生的工业废水中常见的有机污染物之一。作为芳香族等有机污染物的最小单体,苯酚具有很高的毒性和难降解性。苯酚不仅对人体可以造成不可逆的伤害,当苯酚废水排入环境中,也会对其他生物以及海洋环境造成严重的威胁与污染。因此迫切需要寻找可以高效降解含酚废水的方法,以将含酚废水的浓度降低到排放标准。微生物法具有高效、安全、清洁无二次污染等优势,但由于高浓度苯酚对细菌的毒性易对细菌生长产生抑制作用从而导致降酚时间延长同时游离细菌的悬浮性不利于细菌的重复利用,最终降低了微生物降解效率。因此本课题选择将吸附法与微生物法相结合的方式固定化苯酚降解菌,选择合适的材料通过吸附以降低苯酚浓度,从而缓解苯酚对微生物的抑制作用,制备固定化复合微球对细菌固定化进一步提高细菌的可重复使用性以及贮存稳定性,从而提高细菌降解苯酚的效率。首先制备了对苯酚具有吸附作用,同时又能固定细菌的载体材料蒙脱土/海藻酸钠复合微球。采用表面活性剂十六烷基三甲基溴化铵（CTAB）对蒙脱土进行有机改性,并将改性后的蒙脱土与海藻酸钠复合制备了复合微球。并采用X-射线衍射法,FT-IR红外光谱法以及扫描电镜对复合微球结构进行表征。结果表明,与海藻酸钠的复合并未改变蒙脱土的结构,同时蒙脱土作为海藻酸钠的支撑骨架,保持了海藻酸钠微球的形貌。研究考察了表面活性剂比例,反应pH和反应温度对苯酚吸附容量的影响,结果表明:表面活性剂可以极大提高蒙脱土对苯酚的吸附性能,CTAB与蒙脱土的最佳改性比例为2.5:50,在pH=7,温度为30℃时,2 g/L的改性蒙脱土/海藻酸钠对300 mg/L的苯酚溶液的平衡吸附容量可达81 mg/g,相比未改性蒙脱土 20 mg/g的平衡吸附容量,改性后吸附容量提高至四倍。随着pH的升高,复合微球对苯酚吸附容量也随之升高。温度对苯酚吸附容量呈现先增高又降低的趋势。吸附动力学结果表明,改性蒙脱土/海藻酸钠复合微球对苯酚的吸附更符合拟二级动力学方程。同时由于复合微球具有一定的可再生性,具有进一步提高微生物苯酚降解效率的潜能。接着,将有机蒙脱土/海藻酸钠与琼脂复合作为固定化细菌的载体,表征了不同微球的表面形态,测试了复合微球的机械强度,并以苯酚降解速率为考察指标,探究了最佳固定化条件及各影响因素对苯酚降解速率的影响。结果表明:1.0%海藻酸钠、1.5%有机蒙脱土、1.0%琼脂和25%细菌接种量为固定化细菌的最佳固定化条件。对于1000 mg/L的苯酚,最佳固定化条件下制备的固定化细菌的平均苯酚降解率为16.67±0.54 mg/（L·h）,显著高于游离细菌的13.15±0.36 mg/（L·h）,平均降解时间缩短了 12h。进一步研究发现在强酸和强碱环境等极端环境下,固定化细菌降解苯酚效果均显著高于游离态细菌,且固定化细菌在碱性环境下具有更好的降解效果。在对苯酚降解动力学的研究中发现Haldane抑制模型与实验数据吻合较好,说明高浓度苯酚对细菌生物降解有较大的抑制作用,而固定化微球的吸附性能和对细菌的保护作用可以明显降低苯酚对细菌的抑制性。固定化细菌重复使用32次,苯酚降解效率依然高达99.5%;在4℃下储存30天时,固定化细菌的降酚效率保持在99%以上。最后研究了大孔树脂对苯酚的吸附-解吸特性以及该特性对细菌降解苯酚的影响,并利用海藻酸钠和琼脂对树脂和细菌进行固定化制备复合微球研究其降酚性能。结果表明:随着树脂含量的增加,树脂对苯酚的吸附性能也逐渐增加。40 g/L的CAD-40树脂对不同初始浓度的苯酚均具有良好的吸附和解吸效果,吸附和解吸均可在30 min内达到吸附平衡。对于含有1000 mg/L和1500 mg/L苯酚的游离细菌,添加树脂前后,平均降酚速率分别从 13.89 mg/L.h 提高到 23.81 mg/L·h,12.5 mg/L·h 提高到 25 mg/L·h,降解效率分别提高71%和100%。采用海藻酸钠和琼脂对树脂与细菌进行固定化,在树脂优异的吸附解析特性和固定化微球对细菌保护的双重作用下,极大地缩短了苯酚完全降解所需的时间。对于1000 mg/L和1500mg/L的苯酚,固定化细菌对细菌的降酚速率再次提高至26.32 mg/L·h和27.78 mg/L·h。对于1500 mg/L的苯酚,固定化微球可重复使用44次,且平均降酚效率高达99%。对比固定化蒙脱土微球和固定化树脂微球用于模拟含酚废水的处理,两者均能促进活性污泥处理苯酚的效率。固定化树脂微球的COD降解率在40 h时可达100%,相应的苯酚降解时间缩短为45 h内。本文为固定化微生物高效降解含酚废水提供了的理论依据。