抗生素（antibiotics）在临床和畜牧饲养业中应用广泛，其中，四环素（tetracycline）是使用量较大的抗生素之一。大部分的四环素未经人体或动物充分吸收，直接排出体外，由于其在自然水体中难以降解，持续的四环素压力使得四环素耐药细菌和四环素耐药基因不断增殖，给人体健康带来严重威胁。厌氧-缺氧-好氧（Anaerobic-Anoxic-Oxic，AAO）水处理工艺是一种传统的污水处理方法，在城市污水处理厂的应用范围广泛，运行技术成熟，目前对四环素类抗生素在污水处理厂的去除影响因素及对微生物群落的影响机制尚不明确。本研究以四环素作为研究对象，研究了不同工况下四环素在AAO系统中的去除情况，采用响应面法对实验进行模拟和优化，考察系统操作参数对四环素去除的影响以及四环素在活性污泥中的吸附特性；然后研究了四环素对AAO系统微生物种群的影响，采用宏基因组高通量测序对样品进行测序，考察微生物群落多样性及四环素耐药基因的变化，同时，通过硝化细菌的演变情况来探究四环素对AAO系统硝化作用的影响。结果表明：AAO系统的水力停留时间（hydraulic retention time，HRT）和污泥龄（sludge retention time，SRT）分别对四环素的去除有显著的影响，然后由响应面法分析得出，污泥龄和四环素初始浓度及其交互作用对四环素去除率的影响极为明显，污泥龄、水力停留时间及四环素初始浓度的二次项对四环素去除率有一定影响。随着污泥龄的增大，四环素去除率逐渐提高。在最佳实验条件SRT：15.5d，HRT：9.9h，CTC, in：283.3μg/L下对建立的四环素去除率数学模型进行验证实验，发现实验值与预测值具有较高的一致性，说明所建立的四环素去除率模型具有可靠性和准确性。不同初始浓度的四环素在活性污泥上的吸附动力学符合伪二级模型，化学吸附是控制整个吸附速率的最重要的因素。不同温度下，四环素在活性污泥上的吸附呈现不同的特点：10℃和25℃条件下，吸附较符合Langmuir模型；40℃条件下，吸附较符合Henry模型，活性污泥对四环素的吸附是吸热反应，在高温条件下的吸附性能好于低温条件。在此基础上，对优化条件下的AAO系统中的微生物种群结构进行对照试验，结果表明加入痕量四环素会改变系统微生物的群落结构，并在缺氧、厌氧及好氧环境下都能增大微生物群落多样性；tet(A)，tet(B)，tet(C)，tet(E)，tet(M)，tet(S)和tet(O)的浓度随着四环素的加入都是增大的。所测试的八种四环素耐药基因之间具有较强的相关关系，其中tet(A)，tet(B)，tet(C)，tet(E)，tet(M)，tet(S)和tet(O)之间的相关性显著（P <0.05），而tet(X)与其他检测到的四环素耐药基因的相关性最弱（P <0.05）。另外，活性污泥中的外排泵基因tet(A, B, C, E)的浓度最高，远远超过核糖体保护类和降解四环素酶类两类基因。四环素对AAO反应体系TN的去除以及硝化细菌活性并未产生抑制作用，反而起到一定的促进作用。