硝基苯（NB）化学性质稳定,毒性强,应用广泛。常规的生物法处理硝基苯废水难以达到理想的效果。通过投加功能性载体,利用载体与微生物之间的相互作用强化微生物氧化降解能力的技术操作简单,易于工程化应用。以一定的方式将海绵铁介入到普通活性污泥中形成的生物海绵铁体系,不仅具有Fe⁰/O₂体系及生物铁法的技术特征与优势,同时该体系可滋生大量铁氧化菌,铁氧化菌在氧化Fe²⁺的过程中能够促进H₂O₂形成,形成的H₂O₂与从海绵铁上溶出的Fe²⁺理论上可能发生类Fenton反应,强化降解硝基苯。关于生物海绵铁体系类Fenton效应及对难降解有机物的降解研究鲜有报道。本研究以硝基苯为目标污染物,利用平行对比实验,通过梯度增加废水中硝基苯的浓度,比较了普通活性污泥体系与生物海绵铁体系在驯化过程中对硝基苯的降解能力,并对以硝基苯模拟废水驯化5个月后的生物海绵铁体系及普通活性污泥体系的菌群进行了高通量测序;考察了不同因素对驯化完成的生物海绵铁体系降解硝基苯及类Fenton效应的影响;通过铁氧化酶活性及硝基苯降解能力的比较,从驯化完成的生物海绵铁体系中筛选出一株具有铁氧化功能的高效硝基苯降解菌,考察了该菌株适宜的生长条件及对硝基苯的降解特性;此外,对生物海绵铁体系降解硝基苯的机理进行了初步探讨。研究发现,普通活性污泥体系需56d才能降解300mg/L硝基苯模拟废水,生物海绵铁体系驯化至第28d对300mg/L硝基苯模拟废水去除率已稳定在98%以上,驯化周期比普通活性污泥体系缩短28d。对以硝基苯驯化5个月后的上述两体系菌群进行高通量测序,在门的水平上,各体系前十优势种群相同,但占比有所变化,以变形菌门尤为显著。生物海绵铁体系变形菌门较普通活性污泥体系提高了15%。在属的水平上,Thauera在生物海绵铁体系中的含量最高,占细菌总量的23.36%,其次是Dokdonella,为5.61%,较普通活性污泥体系分别提高了21.99%、3.01%。Thauera对芳香族化合物具有良好的降解能力,Dokdonella可促进氮素的转化。生物海绵铁体系中检测到大量Thauera、Dokdonella的存在,为该体系高效降解硝基苯提供了有力证据。驯化完成的生物海绵铁体系对硝基苯的降解符合零级反应动力学规律。从实际应用角度出发,生物海绵铁体系降解硝基苯的最佳工况确定为:pH值为6.4（自来水pH值）,反应温度为30℃,投加90g/L粒径为2³mm的海绵铁。在实验确定的最佳工况下,经硝基苯驯化的铁泥（硝基苯驯化完成的生物海绵铁体系污泥）与海绵铁形成的生物海绵铁体系,对200mg/L硝基苯的降解速率为31.49min^-1,6h硝基苯降解率及TOC去除率分别高达92.0%和63.1%。较单独海绵铁体系与单独铁泥体系降解率的叠加值分别高出22.3%和11.4%。经16S rDNA鉴定,高效菌Y-9为节杆菌属（Arthrobacter sp.）。对菌株Y-9的生长降解特性进行研究,发现菌株增长速率最快的时间点为40h。此外,菌株适宜的生长降解条件为:硝基苯初始浓度200mg/L,接种量为10%,pH值范围为6⁸,海绵铁投量为30g/L,温度为25⁴0℃。为进一步探究生物海绵铁体系降解硝基苯的机理,在适宜的生长条件下,将菌株Y-9富集成菌泥。通过平行对比实验,考察了海绵铁体系、污泥体系、生物海绵铁体系中的类Fenton效应。发现生物海绵铁体系中Fe²⁺、H₂O₂、·OH含量明显高于海绵铁体系及污泥体系,尤其是介入铁泥的生物海绵铁体系,Fe²⁺、H₂O₂、·OH含量最高,为体系发生较强类Fenton效应提供了条件。此外,介入铁泥的生物海绵铁体系对硝基苯的降解途径以部分还原途径为主。