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含氟硝基芳烃化合物因其独特化学和生物特性(模拟效应、电子效应、阻碍效应和渗透效应等),已成为合成农药、医药、染料和一些精细有机化学中非常重要的中间体。随着含氟硝基苯化合物大量使用,其势必通过各种途径进入环境中,造成大气、土壤和水域等污染。然而至今,有关其在环境中的行为、归趋及污染控制技术的研究甚少。鉴于此,本论文以2-氟硝基苯(2-FNB)、3-氟硝基苯(3-FNB)、4-氟硝基苯(4-FNB)、2,4-二氟硝基苯(2,4-DFNB)和2,3,4-三氟硝基苯(2,3,4-TFNB)为模式污染物,首先采用间歇实验开展了该类化合物在厌氧条件下的转化降解特性、历程及微生物菌群结构等方面的研究；进而探讨了主要厌氧转化降解产物在好氧条件下的降解特性、历程及微生物菌群结构；最后基于上述的实验结果,采用A-O工艺较为深入地研究了此类化合物的降解效能及其对系统稳定性的影响。主要结论如下：(1)在近250 d的厌氧驯化过程中,2-FNB、3-FNB、4-FNB.2,4-DFNB和2,3,4-TFNB均可通过硝基还原快速生成相应的氟苯胺类化合物,但除3-FNB外,其它均不能进一步发生转化。降解动力学实验得出：2-FNB、3-FNB、4-FNB、2,4-DFNB和2,3,4-TFNB的最大比降解速率分别为(21.21±1.73)、(32.14±2.33)、(21.33±2.48)、(33.89±6.87)和(10.87±0.84)mg FNB(gVSS h)-1。通过热力学分析,并结合GC-MS、HPLC检测技术提出了3-FNB转化途径：3-氟硝基苯依次形成3-氟苯胺、4-氨基-2-氟苯甲酸(2-氨基-4-氟苯甲酸)、4-氨基-2-氟苯甲酰和苯甲酸。进而,采用PCR-DGGE技术对3-FNB转化降解体系中微生物菌群结构分析得出：3-FNB的脱氟转化可能与Methanosaeta thermophils、Methanothrix soehngenii 和Clostridium sp等菌属有关。(2)在好氧条件下,2-氟苯胺(2-FA)、3-氟苯胺(3-FA)、4-氟苯胺(4-FA)、2,4-二氟苯胺(2,4-DFA)和2,3,4-三氟苯胺(2,3,4-TFA)5种主要氟硝基苯厌氧转化产物,分别历经58d、43 d、26 d.51 d和165 d驯化后,去除率才达到了85%以上。通过降解动力学实验结果得出：2-FA、3-FA、4-FA、2,4-DFA和2,3,4-TFA的最大比降解速率常数分别为(21.23±0.91)、(11.75±0.99)、(22.48±0.55)、 (15.27±2.04)和 (8.84±0.93)mg FA(gVSS h)-1。将最大比降解速率常数与分子结构参数相关性分析发现,其与疏水性参数、电性参数和热力学参数等均相关。双加氧酶活检测结果发现,2-FA.4-FA.2,4-DFA和2,3,4-TFA降解过程的酶主要为邻苯二酚2,3-双加氧酶(C 2,3-DO),其值分别为(80.99±0.07)、(84.66±0.39)、(73.79±8.62)和(18.69±1.37) (mg protein min)-1; 3-FA降解过程的酶则主要为邻苯二酚1,2-双加氧酶(C 1,2-DO),为(13.83±0.44) (mg protein min)-1。另外,通过同类化合物降解实验得出,5种氟苯胺驯化污泥均具有一定的降解能力,当苯胺与氟苯胺共存时,氟苯胺的降解受到了一定的抑制,可见,氟苯胺所诱导的酶具有“多样性”特征。采用PCR-DGGE技术对5种氟苯胺转化降解体系中微生物菌群结构分析得出,5种氟苯胺驯化诱导的特异性条带具有差异性,且多样性随着氟取代基的增加而减少。对特异性条带克隆测序结果对比分析发现,2-FA转化降解可能与Novosphingobium sp.、Bradyrhizobium sp.、Aquaspirillum sp.、Aminobacter sp. Ochrobactrum sp.和 Labrys sp.菌属有关；3-FA转化降解可能与Variovorax sp.、 Aquaspirillum sp.、 Bradyrhizobium sp.和 Lachnobacterium sp.菌属有关；4-FA转化降解可能与Brevundimonas sp.和 Rhodanobacter sp.菌属有关；2,4-DFA转化降解可能与Thauera sp.和 Acidovorax caeni菌属有关；2,3,4-TFA转化降解可能与Williamsia serinedens和 Ralstonia sp.菌属有关。(3)以升流式厌氧反应器(UASB)-移动床生物膜反应器(MBBR)联合工艺为平台,以2,4-DFNB为模式污染物,研究了联合工艺对2,4-DFNB的降解效能及其对系统稳定性的影响。基于系统稳定性得出,当系统CODcr容积负荷为5.40 kg CODCT m-3 d-1、 HRT为20 h时,2,4-DFNB容积负荷可高达0.54kgFNBm-3d-1。随着2,4-DFNB容积负荷逐步提高,系统的稳定性受到了破坏。当2,4-DFNB容积负荷为0.84 kg FNB m3 d-1时,系统出水的CODCr由(100.92±14.36)mg L-1增至(418.65±43.88) mg L-1,2,4-DFA浓度也由(12.69±1.74) mg L-1增至(163.16±13.70)mg L-1,而硝化作用则完全受到了抑制。究其原因发现,UASB失稳是因反应器中偏低的pH值与较高2,4-DFNB浓度的复合抑制效应,而MBBR失稳则是因厌氧出水中2,4-DFNB及其中间转化产物的抑制作用。采用高通量测序技术对UASB反应器失稳前后体系中微生物菌群结构进行分析发现,失稳过程中,Desulfovibrio菌属、Smithella菌属、Methanosaeta菌属、Bacteroidetes门和Chloroflexi门的微生物所占丰度均有所下降,这些菌群可能与UASB反应器失稳有关。(4)采用稀释平板分离法从驯化污泥中进行了脱氟功能菌的筛选,结果从3-FA和4-FA驯化污泥中分别获得一菌株(JF-3和DF-3)。经形态学观察和16SrDNA序列比对发现,菌株JF-3归属Rhizobium菌属,与Rhizobium sp.最为接近,而菌株DF-3归属Ralstonia菌属,与Ralstonia pickettii最为接近。降解动力学实验结果得出,菌株JF-3和DF-3都具有脱氟功能,其最大比降解速率qmax分别为67.66 mg (g dry cell min)-1 和106.20 mg (g dry cell min)-1。根据GC/MS检测结果和双加氧酶活提出3-FA和4-FA降解历程,依次生成3-氨基苯酚(4-氨基苯酚)、间苯二酚(对苯二酚)、偏苯三酚、4-氧代-2-已烯二酸、3-氧代已二酸和丁二酸。研究结果初步明晰了氟硝基苯化合物在A/O序列环境下的转化降解历程和机制,更为含此类化合物废水的污染控制提供了理论依据和技术支撑。