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本研究通过构建同步厌氧氨氧化与反硝化(SAD)滤柱反应器，系统探究了四环素(TC)对系统总氮(TN)去除效能及微生物群落动态的长期影响。发现低浓度TC(0.05–0.2 mg·L?1)可提升TN去除率至95.6%，而0.5 mg·L?1 TC虽短期抑制厌氧氨氧化菌(AnAOB)活性，但21天后系统恢复至95.9%去除率。TC胁迫促进颗粒污泥粒径增大(536.5 μm)和紧密结合型胞外聚合物(TB-EPS)占比上升(63.7%)，底层富集Candidatus Kuenenia(12.7%)、中层以反硝化菌Denitratisoma(37.4%)为主导的空间异质性群落结构揭示了系统抗逆机制，为抗生素废水处理提供理论优化策略。

　　

Highlight

反应器配置与运行

本实验采用上流式滤柱反应器（图S1）（内径6.2 cm；有效高度50 cm；有效容积1.1 L）。反应器约50%容积填充聚乙烯K1生物膜载体（标称直径：15 mm）。采用双进水-单出水模式运行，以实现厌氧氨氧化与反硝化过程的耦合。将NH₄Cl和NaNO₂通过底部进水口（高度1 cm）以0.8 L·d^-1流量引入反应器，构建厌氧氨氧化反应区。

TC对系统TN去除效率的动态影响

通过五个阶段评估TC对SAD系统TN去除效率的动态影响（图1a-c）。在无TC的第一阶段（第1-19天），底部进水口氮负荷率(NLR)为2.81 kg·m^-3·d^-1，中部进水口COD负荷率(COD LR)为2.8 kg·m^-3·d^-1时，TN去除效率达86.2 ± 1.2%。出水NH₄⁺-N、NO₂^?-N和NO₃^?-N浓度分别为5.49 ± 0.8 mg·L^-1、3.19 ± 0.5 mg·L^-1和3.73 ± 0.6 mg·L^-1，证实了系统在无抗生素条件下的稳定性能。

Conclusion

本研究探讨了TC对SAD柱反应器TN去除效率及微生物群落特性的长期影响。结果表明低浓度TC（0.05–0.2 mg·L^-1）将系统TN去除效率提升至95.6%。而0.5 mg·L^-1 TC虽暂时抑制反硝化性能，但在21天后恢复至95.9%。进一步分析揭示TC促进TB-EPS分泌并增大颗粒粒径，空间异质性微生物群落结构（底层富集Candidatus Kuenenia，中层以Denitratisoma为主导）为系统抗逆性提供机制解释。