苯酚是一种基本的芳香化合物，是制造合成材料（如塑料、尼龙和纤维）、农用化学品（如农药和除草剂）以及精细化学品（如药品和染料）的关键前体（Raikar, 2015; Wen et al., 2020）。这些行业的快速发展导致了大量含苯酚废水的产生（Ahmed et al., 2010; Arutchelvan et al., 2005; Liu et al., 2022），引发了严重的环境和健康问题。苯酚具有高度毒性，即使在低浓度下也会对水生生物造成急性影响，并对作物生长产生不利影响（Huang et al., 2018）。它在生态链中的生物积累和生物放大潜力进一步增加了风险，包括氧化应激、突变性和致癌性（Garcia Rea et al., 2022; Tebbouche et al., 2016）。鉴于其多方面的环境健康风险，许多国家已将苯酚列为优先环境污染物（Ramakrishnan and Surampalli, 2012）。
传统的处理方法包括物理吸附、化学氧化和生物降解（Bibi et al., 2023）。虽然物理方法如活性炭吸附简单，但它们通常对高浓度废水和严格的排放标准无效（Bhatia and Saroha, 2024）。化学过程如芬顿氧化可以高效降解苯酚，但受到高运营成本、能源需求和有毒副产物生成风险的阻碍（Gümü? and Akbal, 2016）。利用微生物矿化苯酚的生物处理方法通常被认为更可持续且成本效益更高（An et al., 2024; Deng et al., 2025a）。例如，膜生物反应器（MBRs）即使在盐分条件下也能实现高苯酚去除率（Deng et al., 2025b; Dosta et al., 2011）。然而，传统MBR中的膜污染会导致能耗增加20.0%至40.0%（Zulhendri et al., 2025）。
为了减轻污染，开发了动态膜生物反应器（DMBR），在该反应器中，生物形成的过滤层建立在低成本的多孔支撑材料上（Huang et al., 2017）。这种动态层可以定期再生，显著提高通量恢复率并降低材料成本。最近的研究，如采用移动床膜生物反应器与DMBR技术结合的研究，报告了超过90%的苯酚去除率（Raja and Kumar, 2025）。然而，当苯酚浓度超过本地微生物群的耐受限度时，DMBR的性能仍受到生物学限制，导致代谢抑制、有毒中间产物的积累和系统潜在故障（Huang et al., 2015）。
生物强化越来越被认为是增强高负荷条件下苯酚废水生物处理的有效策略（Han et al., 2023）。先前的研究表明，这种策略可以促进微生物适应性和功能合作，特别是在具有生物质保留或载体支持的系统中（Bing et al., 2024; Wang et al., 2024）。同时，动态膜生物反应器的最新发展强调了支撑材料选择、水动力条件和生物质保留对于维持长期稳定运行的重要性，进一步支持了将功能性降解菌整合到DMBR系统中的可行性（Segredo-Morales et al., 2025）。对于DMBR而言，这一策略尤为重要，因为在高苯酚压力下，反应器的性能往往受到本地微生物群耐受性的限制，导致代谢抑制、有毒中间产物的积累和系统最终不稳定。因此，将高效的苯酚降解菌引入载体辅助的DMBR既是必要的，也是技术上可行的（Kong et al., 2026）。
本研究分离出一种高效的苯酚降解菌株Pseudomonas sp. y2，并在基因组、酶学和转录水平上研究了其降解机制。进一步将该菌株应用于生物强化的DMBR中，以评估其在逐渐增加的负荷下的处理效果。因此，本研究的主要创新在于：（i）阐明了菌株y2的苯酚降解机制；（ii）成功地将功能性生物强化与载体辅助的DMBR集成；（iii）综合解释了苯酚压力下反应器性能和微生物群落的重构。这些结果为开发稳健的生物强化DMBR系统以处理高负荷工业废水提供了新的见解。除了低成本的固液分离外，DMBR配置还可能提供一个可再生的生物质保留界面和附着环境，有利于在抑制性废水条件下稳定功能性降解菌。
