生物强化技术在污水处理系统中的应用所亟待解决的关键问题就是防治工程菌的流失,菌丝球作为固定微生物的新型生物质载体为这一难题的解决提供了全新的方法和思路。菌丝球是发酵过程中自然形成的一种微生物颗粒,具有生物活性良好、沉降速度快、易于固液分离等许多优点,将菌丝球作为固定化细菌的生物载体应用于水处理在国内尚未见报道,必将带动生物固定化技术的革新。本文着重研究了菌丝球形成机理及其传代方法,确定了形成菌丝球的培养基和培养条件,并进行了优化。同时进行了菌丝球脱色和固定化工程菌的初步研究。通过对菌丝球的培养基和培养条件的筛选和优化,确定了菌丝球培养基的最适碳源为蔗糖,最适氮源为氯化铵,Fe2+和Mg2+是其生长过程中的重要微量元素。在孢子年龄26d,接种量104个/L,培养温度37℃,培养基初始pH为5,摇床转数160rpm,CaCl2添加量0.02%,吐温80添加量0.5%的条件下,形成的菌丝球韧性、球径、外观等各方面性能最佳,脱色效果达99.1%。随后进行了菌丝球的形成机制及传代方法的研究,提出了“饱和晶核”概念,并通过“饱和晶核”现象的观测分析,对菌丝球初期的形成机理进行了阐述。在菌丝球的形成过程中,率先利用石蜡切片对菌丝球的整个生长过程中结构和形态变化进行记录,提出将菌丝球形成过程分为三个阶段:单个孢子或孢子晶核发芽长出菌丝;菌丝延伸生长,在外力的作用下形成菌丝球;菌丝继续生长,培养条件恶化,菌丝球自溶。同时,对菌丝碎片作为菌丝球传代手段的可行性进行了研究,表明:菌丝片段在1800rpm的粉碎机中粉碎30s,所生成的菌丝片段碎度为传代的最佳碎度。对菌丝球作为水处理生物质载体进行了初步的应用研究。五株好氧反硝化菌被分别固定在菌丝球上,均具有净化效能,对硝酸盐的最大去除率达83.04%。扫描电镜照片显示,固定化菌在菌丝球上的生长状态良好,达到了固定化的目的,为生物质载体技术的开发奠定了理论基础。