偶氮染料是一类含有偶氮基（—N=N—）的芳香烃化合物，偶氮染料化学稳定性高、较难生物降解，而且多数偶氮染料都是有毒的，它们的代谢中间产物都具有强烈的致突变性、致癌性、致畸性。零价铁(zero-valent iron，ZVI)作为一种强还原剂能还原转化含硝基芳烃、偶氮染料等污染物，但不能完全矿化有机污染物。为使有机污染物彻底降解脱毒，ZVI还原必须与对有机污染物具有矿化作用的生物过程相耦联。本论文以分离自印染废水处理系统，同时具有高效脱色和铁还原功能的脱色希瓦氏菌（Shewanella decolorationis）S12为实验菌株，创新性地利用铁元素的各个价态与微生物脱色和铁还原功能的耦联作用，开展了铁元素协同微生物实现偶氮染料脱色降解的特性研究，并进一步利用厌氧-好氧-厌氧序批式反应器，研究了铁元素对偶氮染料活性污泥脱色及降解特性的影响。　　 首先，本论文研究了ZVI耦联菌株S12的厌氧偶氮还原特性及其最佳反应条件。结果表明，在不同电子供浓度条件下，ZVI均可显著促进菌株S12的厌氧偶氮还原速率。在电子供体不充足的条件下，ZVI与菌株S12共存的体系(ZVI+S12)比不含ZVI的S12菌纯培养体系和只含ZVI的体系的偶氮还原率分别提高了23.16％和94.66％;在含20 mmol·L-1甲酸钠的培养体系中，ZVI的存在也可使S12菌对苋菜红的脱色率提高了20.54％。此外，ZVI的存在还可显著提高培养体系对偶氮染料的耐受能力。在连续批量投加浓度为1 mmol·L-1的苋菜红条件下，ZVI+S12体系可实现11次有效脱色，而不含ZVI的S12菌纯培养体系中只能实现3次有效脱色。进一步的研究发现，ZVI与菌株S12协同培养体系的最适反应pH为9.0，最适ZVI投加量为60 mmol·L-1。与毫米级和纳米级ZVI颗粒相比，微米级ZVI颗粒具有更强的促进作用。　　 此外，本论文利用厌氧-好氧-厌氧序批式反应器(AOASBR)，考察了ZVI和菌株S12对染料废水处理的强化作用。结果表明:在不同的有机负荷条件下，铁粉的投加均显著提高AOASBR对苋菜红的去除能力，增强活性污泥的沉降性能。而菌株S12的促进作用则主要是在体现在高有机负荷条件下(COD浓度为1000mg·L-1)。此时，ZVI和菌株S12的添加可有效促进反应器对COD的去除能力，使COD的去除率达到70％左右，比不投加ZVI和S12反应器的去除率提高了20％～35％。测定反应器出水的pH发现，在高有机负荷条件下ZVI、S12对反应器出水pH有一定的影响，但在低有机负荷条件下（COD浓度为500 mg·L-1），对出水pH无明显影响。利用PCR-DGGE技术分析不同反应条件下反应器中活性污泥的微生物菌落结构，结果发现:在运行60天期间，随着运行时间的延长，ZVI和菌株S12的投加对活性污泥的微生物群落结构和丰度都有一定的影响，但相比较而言，ZVI对微生物菌群结构的影响更大，且明显增强了污泥中微生物的多样性。通过DGGE特异性条带切胶测序及系统发育学分析发现，在AOASBR中的优势菌群是厚壁菌门（Firmicutes）、拟杆菌门（Bacteroidetes）、绿弯菌门（Chloroflexi放线菌门（Actinobacteria）、变形菌门（proteobacteria）和一些不可培养的细菌。　　 综上所述，ZVI可显著增强脱色希瓦氏菌S12对偶氮染料的脱色降解活性，并通过改变活性污泥中微生物的菌群结构，提高菌群的多样性和沉降性能从而促进AOASBR对偶氮染料的处理能力。相关研究结果将有效促进偶氮染料污染的治理效率，同时也为基于铁循环与微生物降解相耦联的有机污染新型治理工艺的开发提供重要的科学数据。