苯酚作为一种高毒物质,严重危害生态环境及人类健康,所带来的污染引起了国内外广泛关注。硝酸盐作为最常见的共污染物之一,常伴随着含有难降解有机污染物的水中。反硝化降解可在厌氧条件下同时去除水中硝酸盐和毒性难降解有机物,对于修复复合污染水体具有明显的技术优势。但苯酚厌氧生物降解易受到电子传递限制而导致转化速率较慢,而研究报道指出氧化还原介体却可以加速污染物降解过程中电子的传递过程。因此,本论文以含有催化型生物载体的厌氧生物反应器为研究对象,确定了最佳的苯酚厌氧降解工艺,进一步的产物分析和降解机理推测阐明了介体对苯酚厌氧生物降解影响的细胞模型。各个厌氧生物反应器连续运行200天后,通过检测出水苯酚浓度、CODCr和硝酸氮去除率等常规指标对各个反应器运行效果对比研究,表明含有醌改性聚氨酯泡沫(Q-PUF)的反应器R3的出水苯酚浓度约14.0mg/L左右,其CODCr和NO3--N去除率高达85.3%和83.7%,各项处理指标均优于其它组反应器,表现出了最为明显的技术优势。对多组反应器中微生物通过PCR-DGGE研究表明,其中优势菌群所代表的微生物菌属分别为Shewanella, Pseudomonas和Aromatoleum等。通过进一步扫描电镜(SEM)分析发现,微生物大多数以杆菌形式存在,并且反应器中改性载体要比普通载体表面附着更多的活性污泥颗粒和微生物,相互之间结合紧密,更有利于微生物与醌还原介体的直接接触。厌氧批次实验研究表明腐植酸(HA)和水溶性天然有机物(NOM)同样能够加速苯酚的厌氧降解过程。其中,腐植酸Pahokee Peat (PP-HA)对苯酚的厌氧降解表现出了最为显著的强化作用,反应进行36h后苯酚去除率提高了18.5%。除此之外,在反硝化条件下,硝酸盐还原速率分别提高了4-10%左右,表明HA和NOM对硝酸盐的还原也起到了不同程度的促进作用。通过对腐植酸强化苯酚厌氧降解的研究,实验结果表明低浓度腐植酸(环境相关浓度)协同催化型载体的强化手段能够进一步提高苯酚的厌氧降解效率。在10mg/L PP-HA存在下,反应器R3稳定运行40天后,苯酚和CODcr的去除率都达到了95%,NO3--N的去除率达到了90%。最后采用广泛分布且在上述反应器中被检测为优势菌的Shewanella菌属,以苯酚为目标污染物,研究了不同种类和浓度的氧化还原介体对苯酚厌氧降解的影响,并根据降解产物的分析以及文献报道提出了介体对于苯酚厌氧降解影响的机理。以上研究结果有利于了解苯酚在自然和人工环境中的转化以及更好地发展治理苯酚污染的高效生物处理技术。