Page 226 - 《环境工程技术学报》2023年第1期

Vol.13，No.1 环 境 工 程 技 术 学 报 第 13 卷，第 1 期
Jan.，2023 Journal of Environmental Engineering Technology 2023 年 1 月

迮思文，王宇晖，宋新山，等.PHB 生物滤池深度脱氮过程中抗生素环丙沙星的同步去除规律及影响因 素 [J].环境工程技术学报，2023，13（1）：222-231.
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ZE S W,WANG Y H,SONG X S,et al.Simultaneous removal of ciprofloxacin in PHBV biofilter denitrification process and its influencing
factors[J].Journal of Environmental Engineering Technology，2023，13（1）：222-231.

PHB 生物滤池深度脱氮过程中抗生素环丙沙星的
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同步去除规律及影响因素

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迮思文 ，王宇晖 ，宋新山 ，黄威 ，许中硕 ，张志兰 2
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1.东华大学环境科学与工程学院
2.上海泽耀环保科技有限公司
摘要 固相碳源是反硝化生物滤池深度脱氮过程中抗生素被同步去除的关键影响因素之一。选取典型抗生素环丙沙星（CIP）为
研究对象，搭建固相碳源-聚羟基丁酸戊酸酯（PHBV）反硝化生物滤池，重点考察不同浓 度 CI 条件下系统的出水水质和微生物
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群落结构特征变化。结果表明：秋季适宜温度（3～27 ℃）条件下，当进 水 CI 浓度低 于 300 µg/L 时，NO 和 CI 去除率均超
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过 了 95%；冬季低温（−8～12 ℃）条件下，当进 水 CI 浓度 为 1 000 µg/ 时，NO 和 CI 去除率分别 为 60 % 和 49%。微生物群
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落 结 构 特 征 分 析 显 示 ， 变 形 菌 门 （Proteobacteria ） 和 丙 型 变 形 菌 纲 （Gammaproteobacteria ） 分 别 为 最 优 势 门 和 纲 ， 其中
Gammaproteobacteri 良好分泌胞外聚合物的特征使其对抗生素具有耐药性。尽管系统长期暴露 于 CI 中，系统中反硝化菌属
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物种依然保持较高的相对丰度，其中最优势反硝化菌属脱氯单胞菌（Dechloromonas）在系统纵向沿程中的相对丰度均超 过 5%，
最高 达 10%。研究证 实 PHB 反硝化生物滤池是实现深度脱氮并同步去除抗生素的有效技术，同时也为反硝化生物滤池在实
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际工程中低温运行提供一定的数据支撑。
关键词 固相碳源；反硝化生物滤池；环丙沙星；微生物群落结构
中图分类号：X703 文章编号：1674-991X（2023）01-0222-10 doi：10.12153/j.issn.1674-991X.20210619
Simultaneous removal of ciprofloxacin in PHBV biofilter denitrification
process and its influencing factors
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ZE Siwen , WANG Yuhui , SONG Xinshan , HUANG Wei , XU Zhongshuo , ZHANG Zhilan 2
1.College of Environmental Science and Engineering, Donghua University
2.Shanghai Zeyao Environmental Protection Technology Co., Ltd.
Abstract Solid carbon source is one of key factors affecting the antibiotics' simultaneous removal during the
advanced nitrogen removal process in a denitrifying biofilter. The typical antibiotic ciprofloxacin (CIP) was selected
as the research object, and a solid phase carbon source, poly(hydroxybutyrate-co-valerate) (PHBV) supported
denitrifying biofilter, was built, focusing on the variation of effluent quality and microbial community structure
characteristics of the system under the conditions of different concentrations of CIP. The results showed that the
nitrate and CIP removal efficiency were both more than 95% when the influent CIP concentration was lower than
300 µg/L under the suitable temperature (3 to 27 ℃) in autumn. However, under lower temperature (−8 to 12 ℃) in
winter, the nitrate and CIP removal efficiency decreased to 60% and 49%, respectively, with influent CIP of 1 000
µg/L. Microbial community structure characteristics analysis revealed that Proteobacteria and Gammaproteobacteria
were the most dominant phylum and class, respectively. Gammaproteobacteria was resistant to antibiotics due to
their good secretion of extracellular polymeric substances. Meanwhile, the relative abundance of denitrifying
bacteria in this system still kept high under a long-term exposure to CIP. The relative abundance of Dechloromonas,
the most dominant denitrifying bacteria, was all more than 5% along the longitudinal profile of the system with the

收稿日期：2021-10-28
基金项目：上 海 市 科 技 兴 农 重 点 攻 关 项 目 （2020-02-08-00-07-F01483 ） ； 上 海 市 “ 扬 帆 计 划 ”(20YF1400200) ； 国 家 重 点 研 发 计 划 项 目
（2019YFC0408603）；国家自然科学基金项 目 (31900097)
作者简介：迮思文（1997—），女，硕士研究生，研究方向为污水生物脱氮，zsw1997zinnia@163.com
* 通信作者：许中硕（1988—），女，助理研究员，研究方向为污水生物脱氮，xuzhongshuo@dhu.edu.cn