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苯酚是焦化厂、炼油厂、塑料厂、医药厂等的废水中较为典型的污染物,对环境和生物有着较大的毒性,是我国重点处理的污染物之一,而如何更加高效地进行污废水脱氮也一直是人们研究的目标。传统脱氮需要在好氧环境下进行硝化,然后在厌氧条件下进行反硝化;异养硝化-好氧反硝化菌的发现给我们带来了新的思路,它是一种能在好氧条件下同时进行异养硝化和反硝化的菌种,可以在同一个反应器内同步地进行脱氮、去除有机物,极大地提高了反应效率,节省了污水处理成本。本文使用实验室前期分离得到的进行异养硝化-好氧反硝化的假单胞菌株Pseudomonas sp.BN5,将苯酚和硝态氮分别作为唯一碳源和唯一氮源,使用单因素法分析了温度、pH、摇床转速对菌株脱氮去除苯酚性能的影响,得到最佳培养条件,分析其去除底物与生长的特性;用Haldane方程对其底物抑制的细胞生长动力学进行拟合;研究了不同初始浓度的苯酚对细胞生长、关键酶NAR、NIR的酶活影响;利用氮平衡分析实验证明其去除底物途径;使用海藻酸钠将菌株制作成固定化的细胞,利用Plackett-Burman设计、最陡爬坡、Box-Behnken响应面设计分析其固定化时的显著影响因素及其最佳值;使用紫外诱变辐照技术筛选出了一株基因突变株,测定其性能。得出以下的主要结论:使用单因素法研究了不同温度、pH、摇床转速下菌株降解苯酚去除硝态氮的性能的变化。实验结果为:在温度30℃、pH=7.0、摇床转速180r/min时菌株BN5的苯酚和硝态氮去除效果最佳。在苯酚初始浓度420mg/L时,菌株BN5在对数生长期内最大苯酚降解速率达17.01 mg苯酚/（L·h）,最大硝态氮去除速率为1.59 mg NO3--N/（L·h）,72 h苯酚和硝态氮降解率分别为100.00%、93.31%,在30 h时有亚硝态氮的最大积累6.58mg/L并在随后被去除。使用Haldane方程对细胞生长动力学进行了拟合,拟合方程为=0.34/（12.88++/202.59）,R2=0.989,拟合程度良好,在初始苯酚浓度51.08 mg/L时有最大细胞比增长速率。从菌株BN5中提取了粗酶液,在420、570、720 mg/L的初始苯酚浓度下进行实验,结果显示随苯酚浓度升高,细胞生长速率降低,但最终硝态氮降解率从93.31%升高到98.31%,最终细胞浓度从205.75 mg/L升高到213.84 mg/L,硝酸还原酶和亚硝酸还原酶酶活均降低,但亚硝酸还原酶受到较强的抑制。本次实验使用海藻酸钠制作固定化细胞,通过Plackett-Burman设计得到显著影响因素,再通过最陡爬坡实验确定试验中心,最后使用Box-Behnken设计确定其最佳值分别为:液固比为5.00:1,菌胶比为1:24.95,海藻酸钠浓度为4.20%,其余6个不显著因素取值分别为:培养温度30℃,初始苯酚浓度420 mg/L,摇床转速180 r/min,CaCl2浓度0.3 mol/L,初始pH 7.0,固定化时间2 h。并且使用紫外诱变通过3次重复筛选,最终得到一株突变株BN5-3,相较原株苯酚降解速度提升20%,最大降解速率提高2.35%;硝态氮去除率提高了4.15%,并且最大去除速率提高了10.06%。经过10代传代培养,菌株的苯酚的降解率仍达98.19%,遗传稳定性良好。