抗生素和重金属的存在对厌氧废水处理系统具有危害作用甚至会使其运行性能恶化。本课题采用零价铁/生物炭耦合SO42-还原强化厌氧系统处理含抗生素、重金属废水,以期为含抗生素、重金属废水的处理提供经济有效的技术和理论参考。采用生化压滤污泥制备生物炭,并与零价铁和SO42-一起加入到厌氧反应器中作为耦合体系,以添加零价铁和SO42-、生物炭和SO42-、SO42-的体系以及不添加以上物质的体系作为对照,研究零价铁/生物炭耦合SO42-还原对厌氧处理含抗生素、重金属废水的强化作用。结果表明,耦合体系的处理效果和产甲烷活性均优于其它体系,CODCr去除率、CODCr降解速率常数、抗生素去除率、产气量和辅酶F420含量分别为97.0%、0.2802 h-1、68.9%、695 m L/cycle和0.019μmol/g VSS。SO42-的加入使厌氧系统中重金属锌和铜的去除率明显提高,分别从81.7%提高到99.3%以上,88.2%提高到99.4%以上。对污泥中锌、铜和硫三种元素含量变化以及X射线光电子能谱（XPS）的分析表明,锌、铜离子基本可以通过与系统中硫酸盐还原产生的H2S反应生成硫化物沉淀的方式去除。对挥发性脂肪酸的研究结果表明,零价铁和生物炭的加入促进了丙酸的降解和乙酸的生成,并且提高了产甲烷菌对乙酸的利用率。对各体系污泥指标进行研究,结果表明耦合体系的污泥结构更加紧密,絮凝性能更好。从微生物共代谢菌群出发,结合电子传递角度对耦合体系的强化机理进行研究。宏基因组测序结果表明耦合体系中水解发酵菌群、产氢产乙酸菌群、产甲烷菌群以及硫酸盐还原菌群形成了更加稳定平衡的菌群结构,能够更好地适应含抗生素和重金属的环境。胞内电子传递的研究表明,零价铁和生物炭能够促进电子在铁硫中心、复合体Ⅰ到辅酶Q以及辅酶Q到复合体ⅠⅠⅠ的传递过程,并且提高了污泥的ETS活性,加快了有机物的酶促反应。采用电化学方法对胞外电子传递进行研究,结果表明耦合体系具有较高的比电容和较多的氧化还原活性物质,氧化还原活性更强。同时系统中溶液电阻和电荷传递电阻均小于其它体系,电流值和电导率更高,电子传递速率明显提高。最后研究了抗生素和重金属负荷冲击对各体系的影响,结果发现,在负荷冲击下,耦合体系能够保持更好的运行性能,具有更强的抗负荷冲击能力,对高负荷的抗生素、重金属废水具有更好的处理效果。