随着经济的发展，可开发低硫原油日渐减少，由于油品燃烧造成的环境问题越来越严重，各国对油品中硫含量的限制则越来越严格，因此对于石油的深度脱硫已成必然。石油中存在大量结构复杂的杂环有机硫化合物，特别是噻吩类化合物，这些化合物中的硫元素用传统的催化加氢脱硫方法（HDS）难以脱除，而且传统的方法条件苛刻，成本高，对环境污染严重；生物催化脱硫方法具有成本效益高、反应条件温和、尤其是对杂环硫化物具有较高的脱除率等优点，有可能成为可以取代HDS的有效的石油深度脱硫处理技术。本文以二苯并噻吩（DBT）作为石油脱硫的模式化合物，以正十六烷作为模拟油相，对红球菌H-412的脱硫途径、脱硫性能进行了研究。通过高效液相色谱以及气相色谱质谱的分析，检测了H-412在降解DBT过程中的中间产物二苯并噻吩砜（DBTO2）以及终产物2-羟基联苯（2-HBP）的存在，初步推测其代谢途径为目前具有应用前景的“4S”途径，并且发现红球菌H-412不仅能够降解DBT，而且也能以其衍生物4-甲基二苯并噻吩（4-MDBT）、4,6-二甲基二苯并噻吩（4,6-DMDBT）作为唯一硫源进行生长，具有较宽的底物作用谱。为了进一步研究油品的生物脱硫机理，建立了H-412菌在水相反应体系中的生长动力学、底物降解动力学以及产物生成动力学模型，并结合实验数据利用MATLAB非线性拟合工具回归了上述动力学方程的模型参数，结果表明：模型计算结果与实验值符合较好。在水相动力学模型的基础上，推导出了H-412菌在油水两相反应体系的动力学方程，结果表明：水相动力学模型参数可以应用到油水两相反应体系，模型对于油水两相生物脱硫过程具有较好的适用性。