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兽用抗生素因其防病治病、促进生长的双重作用,广泛地应用于规模化的畜牧养殖产业。但是,目前大量使用甚至滥用抗生素的现象十分严重,使得畜牧肉、蛋品中抗生素的残留含量超标。进入生物体内的抗生素只有30%~70%被利用,剩余的都随排泄物一起进入周边水体、土壤等环境介质。与其他污染物相比,抗生素的含量较低。但抗生素暴露时间持久、难生物降解的特性将使其持续对水体、土壤和生物产生潜在的环境风险。含有抗生素的废水通常使用活性碳吸附法、膜过滤法、普通活性污泥法(conventional activated sludge,CAS)和膜生物法(membrane bioreactor,MBR)等常规工艺处理。活性碳法和膜过滤法不能真正分解环境中抗生素。普通活性污泥法对抗生素的去除效果一般。膜生物法是在生物处理的技术结合使用了膜分离技术,通过分开控制水力停留时间(hydraulic retention time,HRT)和污泥停留时间(sludge residence time,SRT)可获得更长的污泥龄及保留世代菌,对抗生素有较好的去除效果。长三角下游地区是重要的生猪养殖基地,受到养殖业和上游排水的双重污染,导致水质很差。目前,我国尚缺少开展膜生物法对兽用抗生素去除效果的研究报道,也未见有抗生素去除途径的研究成果。本文以间歇式膜生素反应器对养猪沼液中兽用抗生素的去除特性为研究目标,开展了以下工作:针对长江三角洲地区大型养猪场中常用的四类11种兽用抗生素(四环素类、磺胺类、喹诺酮类及大环内酯类),开发了同步废水和污泥中抗生素的固相萃取-高效液相色谱串联质谱方法(solid phase extraction-high performance liquid chromatography and mass spectrometry,SPE-HPLC-MS/MS);采用间歇曝气式膜生物反应器(intermittent aeration membrane bioreactor,IAMBR)来处理养猪沼液,并且比较在不同HRT、SRT和碳氮比的运行条件下,IAMBR对废水中抗生素的去除效果及污泥中的积累情况;通过质量衡算来阐明抗生素的主要去除途径和去除比例;使用摇瓶试验来分析受到抗生素污染的活性污泥在降解TOC、氨氮方面是否会存在影响。结果表明:优化后的SPE-HPLC/MS/MS方法检出限低、灵敏度高,能同步检出养猪沼液的水相、污泥相中的11种兽用抗生素;HRT通过改变有机物负荷成为影响水相中抗生素去除的主要因素,SRT、碳氮比不是水相中抗生素去除的重要影响因素。污泥中四环素类、磺胺类抗生素的积累浓度随SRT的延长而增加,污泥中的抗生素含量与组成受进水影响较大;四环素类主要通过吸附和降解去除、磺胺类抗生素的去除主要依靠降解;在目前抗生素污染程度下的活性污泥在降解TOC、氨氮方面没有明显的影响。