抗生素滥用已严重污染了环境生态系统,硝化污泥系统能够有效去除多种类型的抗生素,然而目前对硝化污泥系统中抗生素去除机理的深入研究尚不充足,通过了解参与抗生素去除过程的功能基因和微生物群落结构的变化规律有利于揭示硝化污泥系统中抗生素强化去除的机理。此外,抗生素的长期存在还会促使抗生素抗性细菌和抗性基因（ARGs）的大量增殖,当其排入自然环境中会严重威胁生态系统安全和人类的健康。关于硝化污泥系统去除抗生素过程中ARGs的作用机制还鲜有报道。因此,本论文以β-内酰胺类抗生素头孢氨苄（CFX）的去除为对象,考察关键因素（抗生素浓度、p H）对硝化污泥系统的运行性能及CFX去除的影响;为明确硝化污泥系统强化β-内酰胺类抗生素的去除机理,借助分子生物学技术和高通量测序技术阐明氨氧化细菌（AOB）和氨氧化古菌（AOA）在抗生素去除过程中的作用;并利用实时荧光定量PCR技术和高通量测序技术揭示ARGs的归趋、转移机制及潜在宿主菌的变化以考察ARGs在抗生素去除过程中的作用。本论文以期为有效去除抗生素和控制ARGs传播扩散提供理论科学依据。主要结论包括:（1）硝化污泥系统去除β-内酰胺类抗生素废水效能:在不同浓度CFX（1 mg/L、5 mg/L、10 mg/L）条件下,CFX的去除率最终均能达到90%以上,CFX的去除率在5mg/L CFX条件下最高,可高达94.91%;低浓度CFX（1 mg/L）硝化污泥系统的出水基本没有生物毒性,高浓度CFX（5 mg/L、10 mg/L）硝化污泥系统的出水中有一定的生物毒性,出水中残余的CFX仍需进一步处理;CFX浓度越高对COD和硝化污泥系统脱氮性能的影响越大,COD的去除率随着CFX浓度的升高而逐渐由95%左右降低至89%左右,当CFX浓度达到10 mg/L时氨氮的去除率下降至90%左右;在不同p H（p H9、p H 8、p H 7）条件下,硝化污泥系统去除CFX的能力随着p H的降低逐渐变强,CFX的去除率由70%左右提高至90%左右;COD和氨氮的去除率在不同p H条件下均能达到90%以上。（2）硝化污泥系统强化β-内酰胺类抗生素去除的机理:在5 mg/L CFX条件下,amo A-AOB的表达水平和AOB（Nitrosomonas）的相对丰度最高,更多Nitrosomonas的存在促进了CFX的共代谢降解,且ARGs的宿主菌Tolumonas和Hygrogenophaga因可以免受CFX的毒性侵扰,其在此条件下的富集也促进了CFX的高效去除;在10mg/L CFX条件下,amo A-AOA的表达水平最高,AOA（Candidatus-Methanomethylicus）促进了此阶段CFX的共代谢降解,异养菌（Pseudofulvimonas）也参与此阶段CFX的去除,但由于amo A-AOB的表达水平和Nitrosomonas的相对丰度较5 mg/L CFX条件下都低,因此CFX的去除率在10 mg/L CFX条件下反而下降;在p H为7条件下,异养菌（Pseudofulvimonas、Novispirillum）被富集,且amo A-AOB表达水平最高,它们共同导致了CFX的有效去除;在p H为9条件下,amo A-AOA的表达水平最高,且AOA（Candidatus-Methanomethylicus）和异养菌（Thauera、Azoarcus、Dokdonella）的富集促进了此阶段CFX的去除,但由于amo A-AOB的表达水平最低,因此CFX的去除率在此条件下最低。