生物脱氮技术(BNR)基于有效性、经济性以及环境友好性等优点，已被广泛地运用于去除污水中的营养物质，用以解决水体、河流、湖泊等产生的富营养化问题。相比于传统的异养型硝化反硝化生物除氮工艺，自养型短程硝化反硝化生物除氮工艺被视为一种创新和经济有效的除氮工艺，能够减少25%的耗氧量及40%的有机碳消耗量。根据传统的脱氮理论，完全反硝化的理论碳氮比(C/N)为2.86，考虑到微生物的生长，实际比值至少为4以上
有研究表明：在不添加碳源的基础上，利用短程硝化反硝化原理，可实现低C/N的水产养殖废水脱氮。也有研究表明：应用短程硝化反硝化工艺处理C/N垃圾渗滤液，在 C/N为3.86和污泥浓度MLSS为6.09 g·L?1的情况下，进行以NO2?-N为主的反硝化时，NO2?-N去除率为89.7%。这种除氮工艺不仅能够实现较高的除氮率，而且除氮过程中污泥产生量较少，尤其适用于高含氮量的工业污水以及C/N较低的污水。短程硝化建立过程中，面临的难题是复杂的启动过程和运行稳定性。在启动阶段，从微生物角度来看，在氨氧化菌(AOB)与亚硝酸盐氧化菌(NOB)繁殖过程中，需要抑制或减少NOB的数量从而抑制NO2?到NO3?的转化过程。通过控制pH、温度、溶解氧含量、泥龄(SRT)、游离氨、游离亚硝酸、添加化学抑制剂等运行条件都被证明可以影响AOB-NOB的生长反应动力，这些影响因素的结合运用能够相对容易地建立稳定的短程硝化。相比于工业污水以及垃圾渗滤液中高浓度的COD以及氨氮含量，在市政污水的处理中，由于较低的氮含量及温度的限制，在污泥AOB-NOB的生长过程中，对NOB的抑制作用较弱，无法建立稳定的氨氮硝化反应转换到亚硝酸的过程。研究发现，硫化物对于NOB的生长具有可逆性抑制作用，硫化物作为抑制剂去控制NOB在短程硝化中的生长，能够短时间实现短程硝化。硫化物也可以在自养型短程反硝化中作为电子的供体，推动反应进行，不需要再另外添加碳源。硫化物的获取相对来说较简易，可通过硫酸盐还原菌制备硫化物，为处理大量含有硫酸根的废水提供了选择。
有研究表明：在不添加碳源的基础上，利用短程硝化反硝化原理，可实现低C/N的水产养殖废水脱氮。也有研究表明：应用短程硝化反硝化工艺处理C/N垃圾渗滤液，在 C/N为3.86和污泥浓度MLSS为6.09 g·L?1的情况下，进行以NO2?-N为主的反硝化时，NO2?-N去除率为89.7%。这种除氮工艺不仅能够实现较高的除氮率，而且除氮过程中污泥产生量较少，尤其适用于高含氮量的工业污水以及C/N较低的污水。短程硝化建立过程中，面临的难题是复杂的启动过程和运行稳定性。在启动阶段，从微生物角度来看，在氨氧化菌(AOB)与亚硝酸盐氧化菌(NOB)繁殖过程中，需要抑制或减少NOB的数量从而抑制NO2?到NO3?的转化过程。通过控制pH、温度、溶解氧含量、泥龄(SRT)、游离氨、游离亚硝酸、添加化学抑制剂等运行条件都被证明可以影响AOB-NOB的生长反应动力，这些影响因素的结合运用能够相对容易地建立稳定的短程硝化。相比于工业污水以及垃圾渗滤液中高浓度的COD以及氨氮含量，在市政污水的处理中，由于较低的氮含量及温度的限制，在污泥AOB-NOB的生长过程中，对NOB的抑制作用较弱，无法建立稳定的氨氮硝化反应转换到亚硝酸的过程。研究发现，硫化物对于NOB的生长具有可逆性抑制作用，硫化物作为抑制剂去控制NOB在短程硝化中的生长，能够短时间实现短程硝化。硫化物也可以在自养型短程反硝化中作为电子的供体，推动反应进行，不需要再另外添加碳源。硫化物的获取相对来说较简易，可通过硫酸盐还原菌制备硫化物，为处理大量含有硫酸根的废水提供了选择。
基于以上理论基础，本研究通过控制实验低氧厌氧条件，利用硫化物推动自养型短程硝化反硝化，在C/N约为0.6的条件下，高效去除污水中生物氮含量。研究实验具体思路为：借助于序批反应器(SBR)，通过控制运行条件，构建一体化自养型短程硝化反硝化生物脱氮反应器。在短程硝化启动阶段引入硫化物，利用硫化物的抑制作用在低氧条件下快速建立稳定的短程硝化过程，在厌氧条件下利用硫化物作为电子供体在短程反硝化中除氮，从而实现对市政污水高效节能一体化生物除氮处理。综上所述，燃煤电厂可以根据实际运行情况和自身特点，选择适宜的脱硫废水零排放工艺，对整个电厂的废水零排放有着至关重要的意义。
由于抗生素的广泛使用乃至滥用, 环境中残留的抗生素对自然环境中的微生物群落产生了选择性压力, 使得抗生素抗性基因(antibiotic resistance genes, ARGs)在环境中持久存在并广泛传播.目前ARGs已经成为了学术界的研究热点, 大量研究表明ARGs广泛存在于自然水环境中, 如河流、湖泊乃至海洋.废水处理系统(wastewater treatment plants, WWTPs)是污染治理体系中的一个重要环节,
它汇集了人类生活和生产产生的大量生活污水、医疗污水和工业废水等, 被认为是自然水环境中ARGs污染的重要点源, 且促进了ARGs的诱导和迁移, 因此, ARGs在不同类型的废水处理系统中的分布特征得到了广泛关注.制药废水处理系统(pharmaceutical WWTPs, PWWTPs)的进水中往往含有高浓度的抗生素及生产原料和中间体, 对生物处理单元的微生物群落形成高强度选择性压力, 为ARGs在污水中的持久存在和传播扩散提供了有利条件, 一些研究证实制药废水处理系统的出水中ARGs的浓度高于市政污水处理系统的出水.制药废水处理后往往排入下水道, 与其他污水(主要包括未经处理的生活污水和经过处理的其它工业废水)合并后再进入综合性废水处理系统(integrated WWTPs, IWWTPs), 进行统一处理后再排入水环境中.因此, 为了保护自然水生态安全, ARGs在制药废水和综合性两级废水处理系统中的分布特征和去除效率应给予高度关注.
它汇集了人类生活和生产产生的大量生活污水、医疗污水和工业废水等, 被认为是自然水环境中ARGs污染的重要点源, 且促进了ARGs的诱导和迁移, 因此, ARGs在不同类型的废水处理系统中的分布特征得到了广泛关注.制药废水处理系统(pharmaceutical WWTPs, PWWTPs)的进水中往往含有高浓度的抗生素及生产原料和中间体, 对生物处理单元的微生物群落形成高强度选择性压力, 为ARGs在污水中的持久存在和传播扩散提供了有利条件, 一些研究证实制药废水处理系统的出水中ARGs的浓度高于市政污水处理系统的出水.制药废水处理后往往排入下水道, 与其他污水(主要包括未经处理的生活污水和经过处理的其它工业废水)合并后再进入综合性废水处理系统(integrated WWTPs, IWWTPs), 进行统一处理后再排入水环境中.因此, 为了保护自然水生态安全, ARGs在制药废水和综合性两级废水处理系统中的分布特征和去除效率应给予高度关注.
本研究选取了浙江省某精细化工园区内一家药业集团的制药废水处理系统和接纳该制药废水处理系统出水的综合性废水处理系统, 沿两级废水处理工艺流程采集污水和污泥样品, 以8类共28种ARGs作为目标基因进行定性检测, 并对高频率检出的7种ARGs和16S rRNA进行定量检测, 分析ARGs在具有上、下游关系的两座废水处理系统中的分布特征和去除效果, 探索ARGs的去除机制.