磷霉素作为一种广谱抗生素,对革兰氏阳性和阴性菌都有较好的抗菌活性。传统的生物处理工艺易受磷霉素的毒性抑制,导致去除效率低甚至系统崩溃。为提高磷霉素废水生物处理的高效性和稳定性,不仅要关注生物系统的处理效率和污泥性质,更要关注活性污泥系统微生物群落的动态变化。本研究采用序批式活性污泥反应器（Sequencing Batch Reactor,SBR）处理磷霉素模拟废水,评估生物系统降解效果,识别磷霉素降解的功能物种和关键基因,探索磷霉素的生物降解途径,以期为实际工程应用提供理论基础。为更简便高效地表征目标污染物,本研究建立了以离子色谱同时检测磷霉素和二醇物浓度的方法,磷霉素和二醇物的典型保留时间分别为9.7 min和8.5 min。磷霉素在0.0025～0.1 mmol/L内线性良好,二醇物在0.02～1 mmol/L内线性良好。该方法专属性高、简便、可靠,可以满足快速、高精度和低检测限的要求。以驯化污泥构建的SBR反应器最高可稳定去除1000 mg/L的磷霉素钠模拟废水,去除率高达99.6%,但需要16天的冲击适应期。当进水磷霉素钠浓度高于500 mg/L时,硝化细菌受到明显抑制,干扰生物硝化的正常运行。当进水中包含易降解碳源（乙酸钠）时,生物系统同时消耗乙酸钠和磷霉素钠。流式细胞术可用于定量活性污泥的细胞活力和细菌总数,跟踪微生物群落结构的动态变化。SBR系统中活细菌比例稳定在55.6%～86.5%,表明系统运行相对稳定。混合碳源系统能显著增强细胞活力和细菌总数,促进系统高效、稳定运行。微生物亚群落相对丰度与污染物去除量的相关性分析可以揭示亚群落的功能,G7和G8微生物亚群主要在高负荷冲击适应期发挥作用,G6、G3和G4微生物亚群主要参与磷霉素钠降解。进水碳源显著影响SBR系统的微生物群落结构。受特定碳源的选择驱动,生物系统的物种丰度和多样性逐渐下降,并逐渐分化形成不同的群落结构和功能。结合物种组成和差异物种分析推测Hydrogenophaga sp.、Comamonadaceae bacterium和uncultured bacterium＿g＿Ferruginibacter为参与高浓度磷霉素降解的细菌,Ralstonia sp.和Acidovorax sp.为参与低浓度磷霉素降解的细菌。K00799（谷胱甘肽-S-转移酶）在磷霉素降解菌中高表达,推测为磷霉素降解的关键基因。由此推测了磷霉素的生物降解途径,第一步是谷胱甘肽-S-转移酶催化谷胱甘肽与磷霉素的亲核加成反应,与基于密度泛函理论对磷霉素分子活性位点的预测结果一致。后续降解过程中存在C-P键断裂,生成PO43-。