磺胺二甲嘧啶(SMZ)是一种典型的磺胺类抗生素,在水环境中广泛存在,长期积累的这些难以降解的磺胺二甲嘧啶已严重威胁环境,因此,磺胺二甲嘧啶废水的处理迫在眉睫。目前,利用生物接触氧化技术处理磺胺二甲嘧啶废水的研究尚未见报道。微生物作为降解磺胺二甲嘧啶的主要驱动者,研究微生物处理磺胺二甲嘧啶废水的作用规律具有重要意义。本研究利用两级生物接触氧化反应器处理磺胺二甲嘧啶废水,考察其处理效能;分析磺胺二甲嘧啶对系统内胞外聚合物的特性和微生物群落结构的演替规律的影响,解析磺胺类抗性基因丰度的变化以及抗生素抗性机制;并从系统内活性污泥中分离筛选磺胺二甲嘧啶降解菌,优化其降解条件,为磺胺二甲嘧啶废水的生物处理提供微生物菌株资源,具体研究结果如下:1.自行设计两级生物接触氧化反应器处理磺胺二甲嘧啶废水,进水中磺胺二甲嘧啶浓度逐渐从0.10 mg/L(1～20 d)增加到1 mg/L(21～40 d)和3 mg/L(41～80 d),该系统对COD的平均去除率为80.45%,NH_4~+-N的平均去除率为73.92%,PO_4~(3-)的平均去除率在40%。当磺胺二甲嘧啶浓度低于1 mg/L时,磺胺二甲嘧啶去除率超过90%,但是当磺胺二甲嘧啶浓度增至3 mg/L时,磺胺二甲嘧啶平均去除率降至39.36%。2.进一步分析磺胺二甲嘧啶浓度对两级生物接触氧化反应器处理磺胺二甲嘧啶废水系统内接种污泥(CK)、运行第40天(Z1)和80天(Z3)活性污泥中胞外聚合物的影响。进水中磺胺二甲嘧啶浓度的增加使胞外聚合物的含量明显增加。紧密结合型胞外聚合物的含量由CK的10.34 mg/(g VSS)增加到Z1的44.33 mg/(g VSS)和Z3的53.79 mg/(g VSS),尤其是蛋白质的浓度明显增加。附着型胞外聚合物的含量随着磺胺二甲嘧啶浓度的增加而降低,其蛋白质和多糖浓度呈下降趋势。三维荧光光谱结果表明胞外聚合物中的溶解性微生物代谢产物和腐殖酸类物质随着磺胺二甲嘧啶浓度的增加而降低。3.利用宏基因组测序技术分析两级生物接触氧化反应器处理磺胺二甲嘧啶废水系统内微生物的作用规律。随着进水中磺胺二甲嘧啶浓度的增加,两级生物接触氧化反应器内的群落结构发生了明显变化,在门水平上,Proteobacteria与Chloroflexi富集并成为优势菌门。在属水平上,Candidatus＿Promineofilum的富集程度最高,且与磺胺二甲嘧啶的相关性最高,在磺胺二甲嘧啶降解中发挥了重要作用。4.随着进水中磺胺二甲嘧啶浓度的增加,两级生物接触氧化反应器处理磺胺二甲嘧啶废水系统中抗生素类型增幅最多的是磺胺类,其中丰度最高的磺胺类抗性基因是sul1和sul2。sul1和sul2主要的潜在宿主为Candidatus＿Promineofilum、Aromatoleum、unclassified＿d＿＿Bacteria、unclassified＿c＿＿Anaerolimplant-related infectionsineae、unclassified＿c＿＿Caldilineae、unclassified＿o＿＿Bacteroidales、unclassified＿f＿＿Anaerolineaceae和unclassified＿c＿＿BetaproteobaC59试剂cteMRTX1133配制ria,尤其是Candidatus＿Promineofilum,对磺胺类抗生素主要的靶向基因替代耐药机制的贡献最大。5.利用纯培养技术从两级生物接触氧化反应器运行第80天的活性污泥中分离筛选到7株磺胺二甲嘧啶降解菌,经16S r RNA基因序列分析,主要归属于Firmicutes和Proteobacteria。其中降解效果较好的是磺胺二甲嘧啶降解菌Exiguobacterium sp.H-1。进一步通过响应面法优化菌株H-1降解磺胺二甲嘧啶废水过程中的最佳环境适应条件为:接种量为4%、p H值为7、温度为28℃,此时菌株H-1对磺胺二甲嘧啶的去除率为10.54%。