抗生素作为重要的医学发现之一,在治疗人类传染病和畜牧养殖业中得到了广泛的应用。在处理抗生素生产废水的过程中产生了大量含抗生素的剩余污泥,因此研究抗生素剩余污泥对进一步推广剩余污泥的资源化应用有重要的研究意义。本文通过电镜扫描、热重分析、元素分析、BET分析等方法测定污泥的表征,证明污泥内部含有大量菌丝残体,互相撘构在一起形成多孔结构,比表面积可达11.916 m2/g。同时含有大量有机物质,主要物质所占比例为:C(34%)、H(10%)、N(6%)和S(0.06%)。污泥的特性为吸附重金属离子提供了有利的条件。研究了抗生素污泥吸附重金属的能力和过程。通过静态实验研究吸附过程影响因素及吸附等温线、动力学模型和热力学模型。测定50ml浓度为100mg/L的Cu2+,Ni2+和Cd2+溶液中,抗生素污泥的最佳投加量分别为1.0,1.7和2.0g,最佳p H范围6-7,反应平衡时间90min。吸附过程符合Langmuir等温线,主要为表面的单分子层吸附,三种金属的吸附能力顺序为:Cu2+>Ni2+>Cd2+,最大吸附量qm分别为16.860,14.837和9.1158mg/g。三种重金属离子的吸附过程均与准二阶动力学方程拟合度较好,表明该过程为化学吸附。热力学方程证明吸附为自发的吸热反应。吸附机理研究发现吸附反应前后污泥表明基团没有明显变化,而吸附后溶液中钙镁离子释放量与被吸附的重金属离子摩尔比接近1,因此确定吸附机理主要为离子交换作用。通过动态连续流实验研究抗生素污泥对重金属离子的持续吸附能力。在单一金属离子吸附实验中,第一轮反应结束后,铜、镍和镉离子的吸附效率分别为86.4%、83.3%和68.3%。第二轮反应结束后,吸附效率都有明显的下降,铜、镍和镉离子的吸附效率分别为74.8%、73.2%和48.0%。第三轮反应结束后,铜、镍和镉离子的吸附效率分别为63.4%,62.2%和33.3%。三轮反应后剩余污泥对三种金属离子的总吸附容量分别达到112.7、109.0、73.6mg/g,远远大于静态实验的吸附容量。根据不同金属离子吸附过程剩余污泥可循环利用2-3轮。根据单一金属离子实验过程中的水质变化,可以得出污泥在反应中释放的COD量较少,反应后溶液的浊度和色度都较小,溶液澄清透明,浊度和色度都随着反应轮数的增加而降低。研究了抗生素污泥在吸附重金属过程中对环境的影响。通过测定抗生素剩余污泥对斜生栅藻的抑制率及对502发光菌生长的影响来确定该污泥对环境的生物毒性效应。拟合EC50值,判定污泥浸出液对斜生栅藻没有抑制作用,在一定浓度下对发光细菌表现出微毒。根据毒性评价标准,污泥毒性等级为Ⅰ级,微毒。抗生素污泥中土霉素和四环素含量分别为39.32和1367.12μg/g,在水中2h后的浸出量为1.12和13.883μg/g,24h增加至1.96和20.834μg/g。而经250℃处理后污泥释放抗生素量显著减少,2h为0.269和2.459μg/g,24h为0.731和2.912μg/g。污泥浸出液中测得磺胺类(sul1、sul2)和四环素类(tetq、tetw和teto)抗性基因的存在,其中磺胺类抗生素抗性基因浓度相对较高,范围在109-106copies/m L之间,四环素类抗生素抗性基因范围在108-104copies/m L之间。高温和重金属离子在一定程度上削减了抗性基因的释放。