氯霉素是一种芳香烃类广谱抗生素，对大多数革兰氏阳性菌和阴性菌都有抗菌作用，从20世纪50年代起被广泛应用。抗生素在污水处理厂中用传统的处理方法无法有效地去除，并且通过污水处理厂出水进入环境的氯霉素逐渐积累，导致多种抗药细菌的进化和抗性基因的产生，进而对生态系统甚至人类健康造成巨大威胁。与传统的污水处理工艺相比，生物电化学系统因其去除效率较高、运行成本较低、环境友好等特点而受到全球关注。本研究采用生物电化学系统作为降解工艺，通过优化影响参数达到低温条件下(12±2°C)高效去除氯霉素的目的。主要研究内容包括：低温条件驯化、不同磷酸盐浓度对氯霉素降解效率的影响、生物阴极强化和不同外加电子供体的可行性等方面。同时，本研究通过液相色谱与质谱联用技术检测氯霉素及其代谢产物，探讨氯霉素的还原过降解降解途径。首先，实验采用非生物阴极模式研究不同磷酸盐浓度对整个反应器性能的影响。数据表明，阴极氯霉素的半衰期和反应器的欧姆内阻都随着磷酸盐浓度增大而减小。当磷酸盐浓度分别为10mM，25mM和50mM时，阴极氯霉素的半衰期分别为18.88h，16.50h和13.20h，反应器的欧姆内阻分别为174ohm，79.6ohm和53.1ohm。然而在实际工程中，高浓度的磷酸盐缓冲液无法实现，且为了阴极出水不会造成严重的磷元素污染，本研究选择25mM磷酸盐缓冲液浓度进行后续研究。然后，实验采用生物阴极模式强化生物电化学系统性能。在生物阴极和非生物阴极模式下，反应器阴极欧姆内阻分别为6.01ohm和30.26ohm，说明生物阴极降低了内阻；这个结果与生物阴极加快氯霉素降解效率一致，生物阴极与非生物阴极氯霉素降解速率常数分别为(0.0838±0.0051)和(0.0420±0.0013)。另外，实验还尝试向生物阴极添加污泥发酵液替代葡萄糖作为电子供体。在污泥发酵液和葡萄糖作为电子供体条件下，氯霉素降解速率常数分别为(0.0596±0.0026)和(0.0838±0.0051)，而非生物阴极的氯霉素降解速率常数仅为(0.0420±0.0013)，污泥发酵液组速率慢于葡萄糖组而快于非生物阴极组，说明了向阴极添加污泥发酵液是可行的。最后，实验利用高效液相色谱与质谱联用技术分析氯霉素还原产物。选取生物阴极0h、48h和120h样品，分析其中物质。结果表明，氯霉素被降解为无细菌抗性的胺类产物，再经过两步脱水反应，最终形成稳定结构。