印染染料广泛应用于纺织、塑料、造纸、食品、化妆品和药品等行业，使人类生活变得五彩缤纷。然而，在染料生产和印染过程中，10%-20%的染料被直接排放到环境中，产生大量的有色废水，造成严重环境污染。印染染料含有复杂的芳香环结构、生物可降解性低，不仅影响水体的透明度和溶解氧浓度，且有致突变性和致癌性。因此,染料废水是工业废水治理的重点和难点，其中废水的脱色是治理染料废水的关键问题。微生物法脱色染料废水有经济性、高效性和环境友好等优势，具有较好前景，受到了学者们的广泛关注。用于脱色染料的微生物主要有白腐真菌和细菌等，其中细菌可以在好氧或厌氧条件下脱色染料，白腐真菌脱色染料包括有胞内脱色（In vivo decolorization）和胞外脱色（In vitro decolorization）两种工艺技术，胞内脱色是指在添加或不添加营养物的条件下，将菌株接种于含染料的环境中，菌株生长和代谢的过程中脱色染料，而胞外脱色是首先培养白腐真菌生产酶，然后利用粗酶液或纯化的酶脱色染料。论文在充分调研和查阅文献的基础上，选择刚果红(Congo red)、甲基橙(Methylorange)、苯胺蓝(Aniline blue)、靛蓝(Indigo carmine)和天青B(Azure B)5种染料为研究对象，采用不同菌株（Phanerochaete chrysosporium，Trametes sp. SYBC-L4，Bacillus sp.MZS10）从白腐真菌胞外脱色染料、木质纤维素生物质吸附偶联白腐真菌胞内脱色染料和细菌脱色染料三个方面递进展开研究。此外，通过超高效液相色谱-质谱联用（UPLC-MS），气相色谱-质谱联用（GC-MS），紫外-可见光谱(UV)，红外光谱（FTIR）和扫描电镜(SEM)等分析手段，研究和解析染料的脱色机制，以期为染料废水的脱色研究提供一定参考。主要研究结果如下：1.白腐真菌胞外脱色染料。基于“以废治废”的理念，采用黄孢原毛平革菌(Phanerochaete chrysosporium)固态发酵木质纤维素类废弃物-木薯渣(cassava residue)生产锰过氧化物酶(MnP)脱色染料靛蓝和甲基橙。（1）采用单因素和响应面试验筛选和优化产酶诱导剂，获得较优条件是79.5mM·kg-1乙酸，3.21mL·kg-1大豆油和28.5g·kg-1碱性木质素。在该条件下Phanerochaete chrysosporium固态发酵木薯渣6天，MnP酶活力达到最大值186.38nkat·gds-1。利用制备得到的MnP粗酶液脱色靛蓝(30mg·L-1)，6h后脱色率达到90.18%。通过UPLC和GC-MS分析出Isatin是靛蓝的脱色代谢物，并推测了MnP氧化脱色靛蓝的反应途径。（2）单因素试验研究MnP脱色甲基橙的工艺条件，设计Box-Behnken试验方案优化Mn2+浓度、H2O2浓度和酶液量三个因素。基于人工神经网络建立MnP脱色甲基橙的“黑箱”模型，通过遗传算法对模型进行数值寻优，优化脱色条件。试验建立模型的误差、相关系数，均方根误差和绝对平均偏差分别为0.0009，0.9971，1.21和6.82，模型有效且能够用于预测和优化工艺。遗传算法优化得到最佳工艺条件：酶液量0.6mL (0.7U·mL-1)，Mn2+浓度4mM，H2O2浓度0.49mM，该条件下脱色1h，甲基橙(30mg·L-1)脱色率达到90.74%。2.木质纤维素生物质吸附偶联白腐真菌胞内脱色染料。利用Phanerochaetechrysosporium发酵生产MnP能够有效脱色染料，但由于产酶工序和脱色工序是分开的，实际应用过程中存在操作不便，成本高等问题。因此，试验研究木质纤维素生物质吸附和白腐真菌胞内脱色的偶联技术。（1）为了突出比较白腐真菌胞内脱色和胞外脱色两种工艺技术，试验选择产漆酶菌株毛栓菌Trametes sp. SYBC-L4分别通过胞内脱色和胞外脱色三种染料，包括刚果红，苯胺蓝和靛蓝，从pH适用范围、漆酶介体两个方面来比较上述两种工艺技术。结果表明：Trametes sp. SYBC-L4对染料有较好的脱色能力。胞外脱色在pH4.5，漆酶介体HBT浓度2.5mM，脱色时间36h的条件下，100mg·L-1染料刚果红，苯胺蓝和靛蓝的脱色率分别为67.91%，94.58%和99.02%。胞内脱色在pH4.5，HBT浓度0mM，脱色10天的条件下，1000mg·kg-1染料刚果红，苯胺蓝和靛蓝的脱色率分别为57.82%，92.53%和97.26%。此外，比较胞内脱色技术和胞外脱色技术发现胞内脱色不需要添加漆酶介体，pH适用范围广，更加具有工业化应用前景。（2）胞内脱色的必要前提是木质纤维素生物质能够吸附一定量的染料，且菌株对染料具有耐受性。试验进一步研究和开发木薯渣吸附刚果红偶联Trametes sp. SYBC-L4胞内脱色新工艺。通过SEM和FTIR分析发现木薯渣的表面较粗糙且有孔洞，其化学官能团包括羟基、氨基和羰基是吸附刚果红的潜在活性位点。木薯渣能够有效吸附刚果红，最大吸附量为59.2mg·g-1，且吸附过程满足于Langmuir模型和Pseudo-second-order模型。同时，木薯渣吸附刚果红后形成的共基质（Congo red loaded cassava residue）可以作为底物被Trametes sp. SYBC-L4利用而进行胞内脱色刚果红，在含水量60%，pH5.5和温度30℃的条件下培养16天后脱色率达到81.6%。3.细菌脱色染料。白腐真菌能够有效治理染料废水，但由于真菌的生长和代谢周期长，治理染料废水的效率往往较低。因此，试验通过筛选、分离和应用细菌脱色染料，以期提高脱色效率。（1）从自然界中筛选、分离得到一株能够高效脱色、脱毒染料天青B的细菌，芽孢杆菌Bacillus sp. MZS10。在单因素优化培养基的条件下，5-L发酵罐中培养14h后脱色率达到93.55%(40mg·L-1)。通过UPLC-MS分析出Bacillus sp. MZS10脱色天青B的多种代谢物，并分析出脱色机制是：天青B分子结构中的碳氮双键(C=N)被还原形成活性氨基（-NH），氨基与发酵液中葡萄糖的羟基(-OH)缩合形成稳定的无色产物。此外，以甜高粱种子为对象进行植物毒性分析发现，染料天青B脱色代谢物的毒性小于天青B的毒性。（2）研究Bacillus sp. MZS10脱色染料靛蓝，在5-L发酵罐中培养15h后脱色率达到87.31%(100mg·L-1)。通过UV、UPLC-MS和FTIR分析了Bacillussp. MZS10脱色靛蓝的代谢产物，提出靛蓝脱色新机制-还原脱色途径，即靛蓝分子中的碳碳双键(C=C)和碳氧双键(C=O)双键被还原，形成脱色代谢物磺酸基吲哚啉，达到脱色目的。