畜禽养殖业的迅速发展势必会伴随着畜禽废弃物的大量产生。由于无法得到妥善处理,畜禽粪污已对生态环境造成了严重威胁。另一方面,抗生素在畜禽养殖业中的大量使用导致了其在畜禽粪污中具有较高的残留浓度。伴随着畜禽粪污的还田利用,其残留的抗生素严重威胁着生态环境以及作物安全。作为一种重要的畜禽粪污无害化与资源化的处理方式,厌氧消化技术可以获得清洁能源,其产生沼液和沼渣在经过后处理后还可用作肥料进行还田,同时还被认为具有降解抗生素的能力。然而目前的厌氧消化技术普遍存在产气效率低下这一问题,因此需要通过强化工艺提升其产气性能。并且目前关于厌氧消化工艺对抗生素的去除效率仍然存在较大争议,需要对抗生素在厌氧消化过程中的去除途径进行进一步分析。纳米铁材料作为一种廉价的电子供体,可以为微生物创造一个更佳有利的厌氧环境,并促进甲烷生成中的直接种间电子传递作用,已被证明有利于厌氧消化过程中产气性能的提升和污染物的去除。基于此,本文通过向猪粪厌氧消化系统中添加三种不同的纳米铁材料（纳米零价铁、纳米三氧化二铁、纳米四氧化三铁）,探究了其对猪粪厌氧消化运行性能以及四环素类抗生素降解的影响。并通过高通量测序,分析了三种不同的纳米铁材料添加对厌氧消化过程微生物群落演替的影响,研究表明:（1）在半连续厌氧消化运行80 d后,在投加量为0.8 g/L的条件下,纳米零价铁（n ZVI）、纳米三氧化二铁（n Fe2O3）和纳米四氧化三铁（n Fe3O4）均可以促进厌氧消化的累积CH4产量提升,其中n Fe3O4的提升效果最为明显,将累积CH4产量提升了17.37%。添加纳米铁材料的反应器内较低的氨氮浓度证明了纳米铁材料可以通过缓解氨抑制促进产气量的提升。产气动力学结果拟合表明三种纳米铁材料的添加可以提高最大沼气生产速率和水解速率。（2）三种纳米铁材料的添加均可以显著提高消化反应器四环素类抗生素（TCs）的降解率,其中n ZVI的促进效果最为明显。TCs在沼液和污泥中的降解速率并不同步,沼液中TCs降解速率较快,而污泥会因为对TCs的吸附效应造成蓄积,导致其降解速率相对较慢。根据TCs抗生素固液两相的残留浓度分布发现厌氧消化过程中TCs的去除机制为吸附和生物降解的协同作用。（3）厌氧消化污泥表面的微生物主要由球菌、杆菌和短杆菌组成。纳米铁材料添加后会包裹或吸附在细菌表面,增加了污泥的吸附性能。纳米铁材料的添加可以增加水解产酸细菌（Clostridium＿sensu＿stricto＿1、Terrisporobacter、Turicibacter和Romboutsia）相对丰度,这些功能微生物的富集在一定程度上促进了TCs的降解。同时,纳米铁材料的添加还增加了产甲烷古菌（Methanosarcina、Methanosate）的相对丰度,Methanosarcina、Methanosate与Clostridium＿sensu＿stricto＿1之间的直接种间电子传递作用（DIET）可能是纳米铁材料添加促进厌氧消化产气性能和抗生素降解的重要原因。