吡啶、喹啉是焦化废水中两种典型的含氮杂环芳烃化合物，由于是“三致”物质且具刺激性气味，一旦释放到自然界便会对人体及环境造成较大的危害。相比于其它技术，生物法被认为是最经济、最彻底的治理此类含氮杂环芳烃污染的方法。本研究目的在于从环境微生物学及分子生物学角度探究微生物降解吡啶、喹啉的途径机理，在此基础上讨论通过投加降解菌强化该生物处理过程的可行性。　　 本研究从焦化废水处理系统的活性污泥中分离出48株吡啶降解(或耐受)菌及喹啉降解菌，根据对各菌在培养基中的生长状况及吡啶和喹啉降解情况的检测，挑选出四株具有代表性的高效降解菌作为重点研究对象，分别为吡啶降解菌Paracoccus sp.BW001和ShinellazoogloeoidesBC026:喹啉降解菌Pseudomonas sp.BW003和Pseudomonas sp.BC001。　　 不同外部条件下菌株降解特性的研究发现：降解菌降解吡啶或喹啉的最适温度在30～35℃，最适pH值为8，驯化能使菌株的降解性能提高。通过代谢产物及功能基因分析，对吡啶、喹啉的微生物降解途径及机理进行探讨，并对部分中间产物进行了定量分析，重点关注了吡啶、喹啉在微生物氮转化过程中的异同点。研究表明：吡啶经微生物作用后，C—N键之间断裂并直接转化生成氨，而喹啉则先要羟基化生成其它中间产物，然后C—N键才能断裂生成氨。其中，40％～60％的吡啶、喹啉中的氮转化生成氨氮，如果保证反应体系有充足的可利用碳源，四株降解菌都可进一步利用和转化氨氮。除BW003外，其它三株降解菌还可继续将生成的硝氮及亚硝氮反硝化。因此，在实际处理含有吡啶或喹啉的废水时，如果能保证适宜的碳氮比，将有利于减少或消除氮污染物的排放。　　 为了进一步明确降解菌质粒的特性及其与降解的关系，本研究通过质粒提取及脉冲电泳确定了降解菌的质粒分布及大小，通过高温—SDS质粒消除、低熔点胶回收质粒等试验对降解菌质粒的功能进行了定位，据结果推测：除BC001无质粒外，BC026、BW001及BW003的质粒可能都参与了污染物降解过程。　　 为了将高效降解菌应用于实际吡啶、喹啉复合污染废水的生物处理，本研究首先将混合降解菌(BW001及BW003)直接投加到含吡啶、喹啉的三种废水当中，即灭菌配水、中水及稀释后的焦化废水。试验结果表明吡啶及喹啉都能被混合降解菌有效去除。通过DGGE、LH—PCR技术分析降解前后种群结构的变化，发现除投加菌株之外，中水及焦化废水中的一些耐受高浓度吡啶、喹啉的细菌通过利用废水中的其它污染物或吡啶、喹啉的降解中间产物迅速生长。　　 试验进一步将四株高效降解菌投加到接种焦化活性污泥中的序批式反应器，考察降解菌对含有吡啶、喹啉焦化废水的生物处理系统的强化效果。结果表明吡啶、喹啉去除效果明显增强。较长时期的反应器连续运行状况表明：未投加混合降解菌的焦化活性污泥不能耐受高负荷吡啶、喹啉的冲击，而投加混合降解菌的焦化活性污泥能保持相对稳定的处理效果。试验同时利用克隆文库技术对原始焦化废水处理系统活性污泥中的总细菌、自养硝化菌、反硝化菌的种群结构进行了抽样鉴定，获得了焦化活性污泥的菌群构成，此外，以LH—PCR、T—RFLP技术对反应器运行过程中活性污泥的种群结构变化进行了跟踪，确定了吡啶、喹啉及混合降解菌对原始焦化活性污泥中微生物种群的影响。