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抗生素在治疗人类疾病等方面发挥了重大作用,极大的提升了人类的生存几率。但是近年来,抗生素在医疗、养殖业和农业等领域长期大量的使用而且抗生素类药物很大部分不能被完全吸收利用（大约25%75%的抗生素不能被代谢）,这部分抗生素持续地释放到环境中,因此抗生素污染问题日趋严重。由于抗生素的外源性特点,其不但会干扰生物体正常代谢与生长,而且会对其产生毒性效应。污水处理厂是污染物进入水环境中的最后一道防线,因此其作为各种污水的汇总点被认为是抗生素汇集的主要热点地区。目前,活性污泥微生物在污水生物处理过程中发挥主要作用,对易降解有机物、氮磷等无机物的去除有重要贡献。普通的污水处理系统通常没有专门的工艺能有效处理或降解抗生素。因此抗生素的存在可能会对污水处理系统的稳定运行造成潜在的影响。此外,在污水处理过程中,由于活性污泥本身较强的吸附作用,以及活性污泥相对较长的污泥龄,抗生素在污泥中往往被富集和浓缩。因此,抗生素对后续的污泥处理也可能产生一定的影响。诺氟沙星（Norfloxacin,NOR）为第三代氟喹诺酮类抗菌药物的代表,具有较强的广谱抗菌活性,毒副作用低和临床疗效高的特点,近年来被广泛的应用。已有研究报道污水及剩余污泥中NOR的存在,但有关NOR对活性污泥的自身性质、对污水处理过程中营养物质的去除影响以及剩余污泥的资源化利用影响的相关报道涉及极少。本论文通过NOR长期暴露前后活性污泥物理化学性质、系统中营养物的去除效率及NOR存在对剩余污泥资源化发酵产酸量等方面全面研究NOR对污水强化生物除磷及后续剩余污泥资源化发酵产酸的影响,并探究其产生影响的潜在机理。同时提出一种消除其对污泥厌氧发酵产酸影响的方法并初步评估了其可行性。本文首先研究了NOR长期暴露对活性污泥物理化学性质的影响。主要考察不同浓度NOR长期暴露后污泥胞外聚合物（EPS）、污泥表面电荷、相对疏水性、生物絮凝性、污泥沉降及脱水性等变化。实验结果显示,低浓度NOR（10μg/L）长期暴露后对松散结合态EPS（LB-EPS）没有显著影响。而100和500μg/LNOR长期暴露会促进LB-EPS中蛋白质和多糖的分泌,使其含量增加。但是对紧密结合态EPS（TB-EPS）均没有影响。不同浓度的NOR长期暴露对活性污泥相对疏水性和表面电荷没有产生显著影响。较高浓度NOR（100和500μg/L）会对活性污泥的絮凝能力产生不利影响,且不利影响在NOR浓度为500μg/L长期暴露后尤为明显,会污水处理后出水浊度显著增加。较高浓度NOR（100和500μg/L）会使活性污泥的沉降性与脱水性变差,可能原因是LB-EPS含量的增加使污泥絮体间的间隙水增多,阻碍了污泥絮体的压缩和与水的分离。在上述研究的基础上,同步考察了NOR对污水强化生物除磷的长期影响。主要考察NOR长期暴露后生物除磷效率、胞内聚合物转化、除磷关键酶的活性及微生物群落结构等变化。研究结果表明,低浓度NOR（10 ug/L）的长期暴露对系统除磷效率无显著影响。100 ug/L NOR的长期暴露使系统除磷效率略微下降至94.41±1.59%。而当NOR的浓度达到500 ug/L时,系统除磷效率从97.96±0.85%降低到82.33±3.07%。说明500 ug/L NOR长期暴露情况下对系统磷的去除影响显著。机理分析表明,高浓度NOR（500 ug/L）的存在不仅抑制了厌氧阶段磷的释放与乙酸的消耗,而且对好氧阶段磷的吸收也有负面影响,导致出水磷含量的升高。另外,500 ug/L NOR的存在抑制了除磷关键酶（外切聚磷酸盐水解酶（PPX）与聚磷酸盐激酶（PPK））的活性,并且使生物除磷系统中CandidatusAccumulibacter的相对丰度分别下降至6.07%。但是使CandidatusCompetibacter与Defluviicoccus的相对丰度分别增加至8.38%和5.18%。活性污泥吸附的NOR会随着排泥进入后续的污泥资源化利用阶段。因此,本研究进一步考察了NOR对污泥资源化发酵产短链脂肪酸（SCFA）过程的影响。主要研究在初始pH 10条件下,不同浓度NOR（0、10、100、500 mg/kg TSS）对污泥厌氧发酵产酸量、发酵产酸各阶段（溶出、水解、酸化和甲烷化）和微生物种群结构的影响。实验结果显示,当NOR浓度从0增加至500 mg/kg TSS时,对应的最大SCFA产量从91.25±4.11下降到79.92±3.20 mg COD/g VSS。各SCFA占总产酸量的比例没有显著差异。研究发现,较高浓度NOR（500 mg/kg TSS）的存在对污泥溶出与大分子有机物水解均没有显著影响,但是对酸化和甲烷化过程产生轻微的抑制作用,并且使分别与水解、产酸及酸消耗有关的微生物Hyphomicrobium,Caldisericum和Gammaproteobacteria的相对丰度显著下降。NOR在剩余污泥厌氧发酵过程中能被部分降解,在10 mg NOR/kg TSS反应器中,总NOR的浓度从0.196±0.011 mg/L显著下降到0.159±0.009 mg/L,去除率约为18.87%。在500 mg NOR/kg TSS反应器中,去除率仅为4.32%。最后,本研究考察了高铁酸钾调控NOR对剩余污泥发酵产酸影响的可行性。发现0.12 g/g TSS高铁酸钾预处理后的不同NOR浓度的污泥厌氧发酵产酸系统的最大产酸量相近。通过测定NOR的浓度发现,高铁酸钾的投加强化了NOR的降解,因此削弱了NOR对污泥厌氧发酵产酸的抑制作用。高铁酸钾调控NOR实验中,在10 mg NOR/kg TSS反应器中,在发酵的第10 d总NOR的浓度下降到0.012±0.002 mg/L。去除率约93.78%。在500 mg NOR/kg TSS反应器中,去除率约为68.32%。通过自由基的测定,发现高铁酸钾调控过程中可以产生大量的羟基自由基（·OH）、超氧自由基（·O2-）和单线态氧（1O2）。高铁酸钾调控过程中能够强化腐殖酸去除,发酵48 h后剩余污泥中腐殖酸含量下降到781±43 mg/L。同时能促进复杂或有毒有机物有效降解,并能降低污泥中复杂或有毒有机物所带来的环境风险。还能提高释放有机物中可生物降解部分的比例与有机物的可生化利用性。据估计,以高铁酸钾调控技术为主的运行模式相对于传统的污水处理模式每年能节省运行成本约186000美元。本文通过探究NOR在污水生物强化除磷与剩余污泥资源化厌氧发酵产酸过程中的影响,揭示了NOR对活性污泥理化性质、污水生物强化除磷系统处理效率、污泥厌氧产酸的潜在影响及自身迁移转化规律,并解析了相关作用机理。此外,还提出高铁酸钾预处理可以作为一种调控NOR对污泥厌氧发酵产酸负面影响的手段。本研究内容可以为污水处理与污泥处理调控提供一定的科学见解和参考。