焦化废水作为一种典型的难降解有机废水,成分复杂,可生化性差,处理困难,单一的以活性污泥为主体的生物处理法（如A²/O）难以使化学需氧量（chemical oxygen demand,COD）和氨氮同时达标排放,因此对生物、农田、水体等生态环境造成严重危害。近年来,因其导电性能优异,磁铁矿作为介体应用于厌氧生物过程逐渐受到学者的重视,已被证实能促进微生物间的直接电子传递、微生物生长和相关酶的活性。但是,在厌氧条件下,磁铁矿会被部分微生物利用而还原溶解,导致其介导效应不可持续。基于此,本研究提出将亚微米级（0.1-0.3μm）磁铁矿颗粒投加到微氧连续运行的活性污泥反应器中,探究其对焦化废水处理性能的影响和内在机理。反应器性能结果表明,按照质量比W_Fe3O4:W_AS=0.25向活性污泥（activated sludge,AS）中投加亚微米磁铁矿以构建Fe₃O₄+AS复合体系（R2）,并在微氧（DO=0.5-1 mg/L）、水力停留时间12 h的条件下启动并连续运行反应器。与对照组AS体系（R1）相比,R2具有更好的脱氮除碳效果和抗冲击负荷能力,当进水喹啉浓度为55 mg/L时,R2对COD、苯酚、喹啉和NO₃-N的平均去除率达到了93%、99%、84%和84%,比R1分别高出了38%、49%、65%和64%;R2具有更好的矿化和脱氮能力,其对总有机碳和总氮的去除率分别比R1提高了23%和100%。内在强化机理探究结果表明,R2污泥中胞外聚合物浓度几乎是R1的两倍,有助于吸附降解污染物和抵御有毒物质;并且,R2污泥中总的脱氢酶,Heme c,硝酸盐还原酶和亚硝酸盐还原酶的活性分别是R1的2.4,1.8,2.2和4倍,其微生物群落组成与R1相比变化不大,但与反硝化脱氮和芳香族有机物降解有关的优势菌属（如Denitratisoma和Azoarcus）丰度具有较大程度的提高。值得注意的是,微氧条件运行时,反应器R₂的出水溶解性Fe量很低（1 mg/L）,在连续运行80天后,大部分的铁仍以铁氧化物的形式存在,并未呈离子态大量流失,从而能发挥其长期稳定的介导作用。综上,亚微米磁铁矿能通过提高污泥胞外聚合物浓度、相关酶活性、相关微生物丰度等来强化Fe₃O₄+AS复合体系对焦化废水的微氧降解性能,并能通过微氧环境缓解铁溶出,实现其稳定可持续的生物强化效应。