近年来,大量的土霉素(OTC)已被应用于医药以及畜牧业。由于土霉素只有少部分能够被生物降解,因此大量土霉素会排入至水环境中。污水中存在的土霉素可能会对生物污水处理系统中的微生物(尤其是功能性微生物如硝化菌和反硝化菌等)产生不良影响,从而导致生物污水处理系统的污水处理效果不理想。因此,研究土霉素对污水处理厂中生化过程的影响是十分必要的。本试验接种污泥为杭州市七格污水处理厂曝气池出口污泥,经过实验室驯化,SBR系统脱氮效率稳定在95.0%以上,去除CODcr效果显著。本文基于SBR系统,从脱氮过程、化学需氧量(CODcr)的去除过程、胞外聚合物(EPS)的总量变化过程、比呼吸速率(SOUR)的变化过程以及微生物群落的变化等多个角度出发,较系统地研究了不同浓度土霉素对SBR系统的冲击作用。结果表明,由于土霉素的作用,系统的氨氮去除率从99.0%分别下降至77.2%(1 mg L-1)、47.4%(5 mg L-1)以及6.66%(10 mg L-1),在30天抑制试验之后的15天恢复阶段内,R2(mgL-1)、R3(5mgL-1)反应器具有较好恢复性,而R4(10 mg L-1)反应器恢复性较差。缺氧段CODcr去除率从89.51%分别下降至 84.55%(1 mg L-1)、16.23%(5 mg L-1)以及 2.51%(10 mg L-1),在恢复阶段出现不同程度恢复,但无法恢复至初始水平。此外,高浓度土霉素(10 mg L-1)引起EPS分泌量和异养菌SOUR分别下降至空白组的44.3%和41.2%。由高通量分析可得,由于高浓度土霉素(5mgL-1以上)的作用,活性污泥中微生物的多样性显著下降,且微生物的群落结构也发生显著变化。系统中的微生物的变形菌门比例不断下降,而拟杆菌门比例出现上升,该发现有助于后续相关试验对某些特定菌种的筛选作用。属层面的分析可得,高浓度土霉素(5mgL-1以上)反应器中的部分氨氧化菌,例如Nitrospira和Nitrosomonas均受到了抑制;缺氧异养菌聚糖菌(Candidatus_Competibacter)比例下降明显,与宏观数据氨氮和CODCr去除效率下降相符。菌胶团Zoogloea比例上升,发生非丝状菌膨胀。