随着染料生产和纺织工业的迅速发展,染色过程产生的染料废水量逐渐增大。偶氮染料作为染料中的一大类,成为染料废水中的主要污染物之一。排放到环境中的染料废水,不管对环境还是人类都具有严重的毒害作用。因此染料废水排放前的无害化处理显得尤为重要。微生物在染料废水处理过程中具有性价比高,环境友好等特点,近几年在染料废水处理方法中成为研究热点。本论文利用偶氮染料活性黑5作为模式染料,从含有偶氮染料的废水及污泥中筛选出57株具有高效降解活性黑5能力的菌株,其中降解能力最好的是菌株JY-51和JY-52。经形态观察、生理生化实验、细菌脂肪酸分析及16SrDNA鉴定,发现JY-51菌株属于蜡状芽孢杆菌,JY-52菌株属于类芽孢杆菌。对菌株JY-51和JY-52的生长和染料降解关系进行研究,结果显示：两株菌降解过程中,偶氮染料活性黑5的降解效率随菌体含量的增加同步增加。从菌株JY-51和JY-52的降解性能的研究发现,两株菌都可在25-37℃、pH在5-9、盐浓度在0.5-30g/L和葡萄糖浓度在0-2g/L条件下有效降解活性黑5。静置条件下两株菌降解效果明显高于160r/min摇动培养。它们的最适温度是37℃,最适pH为9。JY-51菌对盐的耐受性较高,60 h内在NaCl浓度为1-30 g/L时能保持53.56%-68.52%的降解率。JY-52菌在10h内能够在NaCl浓度为10-15 g/L条件下完成66.44%-67.53%的降解。当NaCl浓度超过15g/L时,JY-52菌的染料降解率受到抑制。添加少量的葡萄糖对两株菌的降解效果均有增强。24 h内,JY-51菌株和JY-52菌株降解100 mg／L的活性黑5分别达到43.2%和96.3%,表明其具有很高的降解能力。响应面实验推测出菌株JY-51最适降解条件为37℃、pH为8.37,NaCl浓度为15g/L、葡萄糖浓度为2g/L。JY-52的最适降解条件为36.36℃、pH为7,NaCl浓度为1.44g/lL、葡萄糖浓度为1.5g/L。后期又对菌株JY-51和JY-52进行小规模反应器实验,发现其降解效率与锥形瓶培养时基本一致,初步证明其对模拟染料废水的处理具有可行性,对实际染料废水的处理具有指导意义。利用高效液相色谱分析JY-51和JY-52菌株染料降解过程中的中间产物。发现随伴着时间的延长,活性黑5的染料峰逐渐降低甚至基本消失,期间伴随新色谱峰的产生和消失。为研究降解过程的中间产物结构,我们对其进行了液质联用分析,分析新产物的分子离子峰。得出其可能的中间产物是2-(4-aminobenzene sulphonyl) ethanol、4-(ethanesulfonyl) aniline。我们推测偶氮染料活性黑5的降解从偶氮双键的还原裂解开始,经过脱磺酸基、脱烷基和氨基,形成芳香环化合物,芳香环化合物再进一步解环,形成毒性较小的小分子的过程。最后,通过高通量测序技术对污泥驯化过程中微生物菌群的丰富度和结构变化进行研究,结果显示伴随驯化时间的延长,共有菌群所占比重增大。通过菌群组成的差异性分析,发现肉杆菌属、拟杆菌属、弓形杆菌属和不动杆菌属在驯化过程中逐渐占优势地位,它们很可能对染料的降解起作用。污泥驯化后期变形菌纲、梭菌纲含量最高,成为染料降解过程中的生长优势菌纲。虽然污泥中菌群在对活性黑5的降解过程中,菌群丰富度及含量受外界环境因素影响较大。但外界菌群对含活性黑5的培养液耐受性较低,部分菌群存活时间较短,菌群变化较大。