AAO系統(tǒng)對(duì)四環(huán)素的去除特性及微生物群落結(jié)構(gòu)變化研究.pdf

1、抗生素（antibiotics）在臨床和畜牧飼養(yǎng)業(yè)中應(yīng)用廣泛，其中，四環(huán)素（tetracycline）是使用量較大的抗生素之一。大部分的四環(huán)素未經(jīng)人體或動(dòng)物充分吸收，直接排出體外，由于其在自然水體中難以降解，持續(xù)的四環(huán)素壓力使得四環(huán)素耐藥細(xì)菌和四環(huán)素耐藥基因不斷增殖，給人體健康帶來(lái)嚴(yán)重威脅。厭氧-缺氧-好氧（Anaerobic-Anoxic-Oxic，AAO）水處理工藝是一種傳統(tǒng)的污水處理方法，在城市污水處理廠的應(yīng)用范圍廣泛，運(yùn)行技術(shù)成

2、熟，目前對(duì)四環(huán)素類抗生素在污水處理廠的去除影響因素及對(duì)微生物群落的影響機(jī)制尚不明確。本研究以四環(huán)素作為研究對(duì)象，研究了不同工況下四環(huán)素在AAO系統(tǒng)中的去除情況，采用響應(yīng)面法對(duì)實(shí)驗(yàn)進(jìn)行模擬和優(yōu)化，考察系統(tǒng)操作參數(shù)對(duì)四環(huán)素去除的影響以及四環(huán)素在活性污泥中的吸附特性；然后研究了四環(huán)素對(duì)AAO系統(tǒng)微生物種群的影響，采用宏基因組高通量測(cè)序?qū)悠愤M(jìn)行測(cè)序，考察微生物群落多樣性及四環(huán)素耐藥基因的變化，同時(shí)，通過(guò)硝化細(xì)菌的演變情況來(lái)探究四環(huán)素對(duì)AAO系

3、統(tǒng)硝化作用的影響。
　　結(jié)果表明：AAO系統(tǒng)的水力停留時(shí)間（hydraulic retention time， HRT）和污泥齡（sludge retention time，SRT）分別對(duì)四環(huán)素的去除有顯著的影響，然后由響應(yīng)面法分析得出，污泥齡和四環(huán)素初始濃度及其交互作用對(duì)四環(huán)素去除率的影響極為明顯，污泥齡、水力停留時(shí)間及四環(huán)素初始濃度的二次項(xiàng)對(duì)四環(huán)素去除率有一定影響。隨著污泥齡的增大，四環(huán)素去除率逐漸提高。在最佳實(shí)驗(yàn)條件SRT：

4、15.5d，HRT：9.9h，CTC, in：283.3μg/L下對(duì)建立的四環(huán)素去除率數(shù)學(xué)模型進(jìn)行驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)實(shí)驗(yàn)值與預(yù)測(cè)值具有較高的一致性，說(shuō)明所建立的四環(huán)素去除率模型具有可靠性和準(zhǔn)確性。不同初始濃度的四環(huán)素在活性污泥上的吸附動(dòng)力學(xué)符合偽二級(jí)模型，化學(xué)吸附是控制整個(gè)吸附速率的最重要的因素。不同溫度下，四環(huán)素在活性污泥上的吸附呈現(xiàn)不同的特點(diǎn)：10℃和25℃條件下，吸附較符合Langmuir模型；40℃條件下，吸附較符合Henry模型，

5、活性污泥對(duì)四環(huán)素的吸附是吸熱反應(yīng)，在高溫條件下的吸附性能好于低溫條件。
　　在此基礎(chǔ)上，對(duì)優(yōu)化條件下的AAO系統(tǒng)中的微生物種群結(jié)構(gòu)進(jìn)行對(duì)照試驗(yàn)，結(jié)果表明加入痕量四環(huán)素會(huì)改變系統(tǒng)微生物的群落結(jié)構(gòu)，并在缺氧、厭氧及好氧環(huán)境下都能增大微生物群落多樣性；tet(A)， tet(B)，tet(C)，tet(E)，tet(M)，tet(S)和tet(O)的濃度隨著四環(huán)素的加入都是增大的。所測(cè)試的八種四環(huán)素耐藥基因之間具有較強(qiáng)的相關(guān)關(guān)系，其中t