抗生素类PPCPs是一类大量使用和具有潜在生理效应的新型有机污染物。绝大多数抗生素对生物体具有毒性作用,且对物质生物转化的一些关键过程和污水生物处理过程等有直接的影响。污水生物处理技术作为最经济实用的废水处理手段,仍被认为是去除水环境中PPCPs类物质的首选。研究发现,硝化作用是雌激素类PPCPs得以去除的最主要驱动力。因此,本论文基于好氧硝化颗粒污泥具有的SRT长、MLSS高、硝化菌富集等优势,培养了具有短程硝化能力的颗粒污泥用于四环素类抗生素的吸附和降解,研究了多种因素对吸附和降解过程的影响；同时考察四环素类抗生素对反应器运行和颗粒污泥生理生化性质的影响,解析了四环素和颗粒污泥胞外多聚物相互作用。主要研究内容和结果如下：1.培养了具有短程硝化能力的好氧颗粒污泥,并分析了短程硝化颗粒污泥的微生物组成和反硝化性能。采用逐步提高氨氮浓度的方法可以在SBR反应器中成功培养出具有短程硝化-反硝化能力的好氧颗粒污泥；SEM分析表明该颗粒污泥中球菌和杆菌是主要组成成分;FISH结果则表明AOB主要分布在颗粒污泥表层,其总数约占微生物群落的45±15%,NOB则紧挨AOB存在于颗粒污泥内部,总数只占微生物群落的3±12%;批试验数据表明颗粒污泥具有很好的反硝化能力,系统中有机物浓度较低导致了反应器总氮去除率只有50%；该系统短程硝化过程并没有增加N2O生成量(约占进水总氮的1.74%)。2.考察了短程硝化颗粒污泥对四环素的吸附和降解作用,并分析吸附原理和降解机理。研究发现短程硝化颗粒污泥对四环素的去除是一个快速化学吸附和缓慢生物降解的过程；初始四环素浓度为10、20、30mg/L时,生物降解占颗粒污泥对四环素去除量的比例分别为34.14%、51.76%和44.38%；吸附过程是一个复杂的吸热过程,既有表面吸附也有孔内扩散；准二级动力学方程可以很好的拟合颗粒污泥对四环素的吸附过程,猜测该吸附过程是化学吸附,范德华力和共价力起主要作用；COD和NH4+-N的存在有利于四环素的降解,而ATU抑制则显著降低了颗粒污泥对四环素的降解作用,说明硝化颗粒污泥对四环素的生物降解过程是多种微生物共同作用的结果。3.解析了四环素的长期加入对好氧颗粒污泥微生物活性和反应器运行稳定性的影响。研究发现四环素投加后硝化颗粒污泥(nitrifying granules, NG)和传统颗粒污泥(conventional granules, CG)系统中微生物颗粒均发生了解体；四环素对AOB和NOB均具有毒性作用,但是对NOB的抑制作用更强,在硝化颗粒污泥系统中出现了亚硝酸盐的累积；比耗氧速率试验结果表明,四环素的存在使(SOUR)NH4降低了3.3%,而(SOUR)NO2降低了25.7%,即对NOB毒性作用更强；四环素投加使污泥产生更多的EPS以保护自身免受四环素的毒性作用,EPS中PN比PS增加的多；四环素使EPS荧光发生淬灭,可能有新物质产生4.采用三维荧光光谱(3D-EEM)技术,深入探讨了不同来源的微生物颗粒胞外聚合物(EPS)与四环素的界面作用机理。研究发现,硝化颗粒污泥(nitrifying granules, NG)和传统颗粒污泥(conventional granules, CG) EPS中各含有两个荧光基团,均属于类蛋白类物质；四环素对EPS中两个蛋白峰有淬灭作用,说明EPS与四环素络合,产生了不发荧光的络合物;修正后的Stern-Volmer方程能很好的描述污泥EPS和四环素之间的相互作用,说明淬火过程为静态淬灭,EPS与四环素的结合位点不止一个,生成了较为稳定的络合物。在污水处理系统中,EPS与四环素的结合,既可以保护污泥微生物免受有毒物质的毒害,还可以减少水环境中游离四环素,减弱四环素的环境毒性效应。