废水中抗生素的主要来源是医院,本文将医院废水中抗生素浓度作为研究背景。医院废水中含有大量的药物活性成分,抗生素是药物活性成分的重要组成部分。医院废水在排放后,经市政管网进入城市污水处理厂,造成抗生素在水厂中穿透现象严重,并引发抗性基因的出现与传播,具有较高的环境风险。因此对医院废水中抗生素进行削减,是实现抗生素污染源头治理的关键。本课题选取较为常用的四种抗生素作为代表性目标物质,研究抗生素对缺氧/好氧-膜生物反应器(A/O-MBR)工艺运行的影响以及抗生素在工艺中的迁移转化规律。本文以两套A/O-MBR小试装置为依托,分别在高低(mg/L与ug/L)两种浓度的抗生素驯化与长期胁迫条件下,探究反应器对常规污染物(COD,氨氮,TN,TP)与抗生素的去除效果以及污泥活性的变化。低浓度抗生素(50ug/L)对于A/O-MBR工艺影响较小,常规指标的去除效果与投药前相比无明显变化。高浓度(mg/L)抗生素在驯化过程中,表现出对污泥活性的抑制作用,导致COD,TN,TP去除效果的波动,氨氮去除始终未受影响。系统在经过低浓度抗生素驯化后,其COD,TN的去除效果在高浓度抗生素冲击时表现出稳定性,而TP因释磷菌活性受到抑制,去除效果逐渐变差。反应器对于抗生素的去除因抗生素种类不同而不同,青霉素(PEN),金霉素(CTC)因水解作用强烈,去除率高且稳定,分别保持在98%与94%以上。在经过短期驯化之后,反应器具备对的磺胺甲恶唑(SMX)降解能力,SMX去除率上升,对高浓度去除率稳定在98%左右,低浓度稳定在84%左右。诺氟沙星(NOR)去除以吸附作用为主,运行初期去除率较高,随着污泥的吸附逐渐饱和,去除率最终维持在30%~40%之间。研究通过批次实验,对A/O-MBR工艺中活性污泥对抗生素的吸附去除机理与生物降解的影响因素进行了探讨。结果表明,污泥浓度越高对于抗生素的吸附量越大,抗生素的吸附去除率越高,起始吸附速率越大,平衡时间越短,但单位质量污泥的吸附量减少。pH的升高会影响抗生素在水中的存在形态,污泥表面电荷与污泥中有机质的含量,从而对抗生素的吸附速率与吸附量产生抑制。温度的增加会减小平衡吸附量。动力学分析表明,抗生素的吸附过程符合伪二级动力学方程,表明吸附为化学吸附为主。从热力学分析来看,吸附过程是可自发的放热反应,但NOR吸附过程中,低浓度时,会引起熵的增加,高浓度时引起系统熵减小。SMX吸附过程保持为熵减小反应。生物降解因素的分析表明,好氧状态对抗生素的去除起着主要作用。在这一状态下,SMX与NOR可以作为唯一底物被降解,额外碳氮源的增加对SMX的去除过程产生抑制,却对NOR的去除有着促进作用。缺氧状态下,SMX会因反硝化过程而被少量去除,而NOR在缺氧状态下,几乎没有去除效果。