一、水产养殖尾水中的抗生素

水产养殖中广泛使用的抗生素，虽能有效防治病害，但其在水体中的残留问题日益突出，不仅导致抗生素抗性基因的传播，还可能通过食物链威胁人类健康。

传统“三池两坝”工艺虽能去除水产养殖尾水中部分有机物和营养盐，但对抗生素的去除效果有限且填料功能单一。

传统滤坝进出水抗生素浓度检测结果显示滤坝1的去除效果仅有43.4%，滤坝2的去除效果仅有52.4%。传统滤坝对喹诺酮类抗生素去除效果最好(其中诺氟沙星的平均去除率达到82.3%)，对四环素类抗生素的去除效果不佳。

二、研究去除水产养殖尾水中抗生素的方法

为此，华南理工大学研究团队开发了一种复合填料滤坝（可再生滤坝），通过填料的协同作用与复合填料特性，显著提升了抗生素的去除效率与系统的可持续性。

1.研究方法

研究构建了两种模拟滤坝系统进行对比：

●R1：复合填料滤坝（是一种可再生滤坝），其核心为复合填料填料球，由铁屑、陶粒和聚丁二酸丁二醇酯（PBS）按体积比1:3:5混合制成；

●R2：传统滤坝，仅填充陶粒。

系统以连续流方式运行，水力停留时间为5小时，采集鲈鱼、鳗鱼、生鱼和虾养殖塘水样，检测多种抗生素的浓度变化及常规水质指标。

2.主要结果

1.抗生素污染特征

珠三角养殖区水体中抗生素浓度呈现明显季节性变化：

● 夏秋季浓度高，以喹诺酮类和氯霉素类为主；

● 冬春季浓度低，但种类更丰富，涵盖喹诺酮类、磺胺类、四环素类等。

2.传统滤坝去除效果有限

传统滤坝对抗生素的总去除率仅为43.4%–52.4%，其中喹诺酮类去除效果较好（如诺氟沙星去除率达82.3%），但对四环素类去除效果差，且填料吸附饱和后性能下降。

3.复合填料滤坝表现卓越

● 对多种养殖塘水中抗生素总去除率均超过80%，最高达98.2%；

● 对喹诺酮类和磺胺类抗生素去除效果最佳；

● 填料通过吸附-生物再生机制维持长期活性，系统抗冲击负荷能力强；

● 出水pH和铁含量均符合后续生物处理要求，环境影响小。

3.去除与再生机制解析

该滤坝的各组分通过协同作用实现高效去除与功能再生：

● 陶粒：通过孔填充和π-π电子供体-受体相互作用吸附喹诺酮类和磺胺类抗生素，饱和后可通过反冲洗等物理方式实现部分再生；

● 铁屑：通过吸附与还原作用去除四环素和氯霉素，并促进直接电子传递，其腐蚀产物可被微生物利用，构成铁循环；

● PBS：作为缓释碳源，通过反硝化共代谢参与抗生素降解，并持续支持微生物生长，实现生物再生；

● 微生物：铁屑和PBS共同增强功能微生物活性，形成生物膜，实现填料的生物再生与抗生素的持续降解。

三、结论与展望

复合填料滤坝（可再生滤坝）通过物理吸附、化学还原与生物降解的协同作用，并借助复合填料的可再生特性，实现了对多种抗生素的高效、广谱去除。该系统不仅能适应不同类型水产养殖废水的处理，更通过填料的再生能力降低了长期运行成本，具有良好的工程应用与推广前景。

未来研究可进一步关注填料再生的最佳周期、机制调控以及在实际规模化应用中的长期稳定性。 

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