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随着集约化和规模化畜禽养殖业的发展,畜禽污粪中重金属和抗生素的复合污染成为亟待解决的一大环境问题。生物炭作为一种高度磷酸酯化和芳香化的环境友好型吸附剂,近年来被广泛应用于重金属或抗生素污染治理上。厌氧发酵技术作为畜禽粪污无害化和资源化的处理技术,主要应用于去除高浓度含氮、磷等营养元素的有机污染,在重金属和抗生素污染方面还未见报道。本研究选取花生壳、木屑、造纸污泥以及猪粪沼渣制备生物炭,并采用盐酸、氨水和高锰酸钾的改性方式制备改性生物炭,先通过一系列对重金属和抗生素的吸附试验,确定综合吸附能力最佳的生物炭,明确污染物之间的交互作用。再由添加生物炭的厌氧发酵响应面试验,确定厌氧发酵的最优工艺条件,结合发酵过程重金属/抗生素的去除率,最终建立一个添加生物炭的甲烷产率和重金属/抗生素综合去除率较佳的厌氧发酵体系。主要的研究结果如下:（1）花生壳、木屑、造纸污泥以及猪粪沼渣制得的生物炭的表征结果显示,四种原炭的电负性均为正值（pH=6的环境介质中）;花生壳原炭和木屑原炭富含微孔结构,平均孔径分别是2.527 nm和2.291 nm;造纸污泥生物炭灰分含量高达87.35%,表面官能团丰富,平均孔径最大;猪粪沼渣原炭得率高达62.44%,富含C-O和-OH官能团。经过HCl、NH3.H2O和KMnO4改性后,猪粪沼渣改性生物炭的比表面积和总孔容显著增大,C=O和-OH官能团数量明显增多;除了花生壳氨水改性生物炭,所有改性生物炭的电负性改为负值。（2）生物炭及其改性材料对重金属/抗生素复合污染的吸附试验结果表明,对Cu/Zn、As（Ⅲ）/磺胺二甲嘧啶（SDM）/罗红霉素（ROX）、泰乐菌素（TYL）的去除率最高的特征生物炭分别是造纸污泥生物炭、猪粪沼渣高锰酸钾改性生物炭、花生壳盐酸改性生物炭,其中Zn、As（Ⅲ）、SDM和TYL的最大去除率分别为94.45%、80.89%、83.76%和81.36%。由各污染物去除率的综合排名可知,猪粪沼渣高锰酸钾改性生物炭对重金属/抗生素综合去除效果最佳。（3）重金属/抗生素单一或复合污染交互作用的试验结果表明,在含重金属单一污染体系中,Cu、Zn和As（Ⅲ）之间表现为拮抗作用。在含抗生素单一污染体系中,SDM与TYL之间表现为协同作用。在含重金属和抗生素复合污染体系中,Cu、Zn和As（Ⅲ）对TYL表现出促进作用;Zn/As（Ⅲ）对SDM表现为拮抗作用,而Cu表现为促进作用;SDM/TYL对Cu、As（Ⅲ）表现为促进作用,对Zn表现为拮抗作用。（4）添加木屑生物炭的猪粪厌氧发酵试验结果表明,TS为8%、猪粪用量为100%和生物炭用量为4%TS的发酵系统甲烷累积产量高达217.99 mL/（gVS）。响应面优化设计结果表明,当甲烷累积产量达到247.20 mL/（gVS）（预测值）时,厌氧发酵对应的最优化工艺条件为:TS为8.78%,猪粪用量为94.54%,生物炭用量为5.49%TS,且这三个因素对甲烷累积产量的影响程度由大到小依次是:猪粪用量>TS>生物炭用量。（5）不同生物炭对厌氧发酵体系甲烷产量及重金属/抗生素去除效果的吸附试验结果表明,添加造纸污泥生物炭能有效缓解氨抑制,提高甲烷产量,甲烷累积产量高达146.98 mL/（gVS）。添加猪粪沼渣高锰酸钾改性生物炭和造纸污泥生物炭对重金属/抗生素复合污染的综合去除效果比木屑原炭更好,且分别对Cu和Zn/As钝化效果更突出。总体而言,添加造纸污泥生物炭既能满足甲烷产率最大化要求又能实现重金属/抗生素的高效去除。