随着工业化的快速发展,排放的大量难降解污染物相当一部分积累在水体底泥中,在一定条件下,底泥中的污染物就会释放到水体,对水生态系统构成长期威胁。因此,要改善富营养化水体的水质,应对水体底泥中污染物释放进行有效的控制,特别是氮素的污染。本文从景观水体沉积物中筛选出了几株脱氮效果较好的异养硝化菌与好氧反硝化菌,此两种菌可以实现同步硝化反硝化,完成生物脱氮的全部过程,为水体原位脱氮技术的应用奠定了基础。通过对城市景观水体沉积物中细菌的富集、初筛、复筛,利用细菌对培养基的选择性,针对性的对其驯化,筛选出了异养硝化菌与好氧反硝化菌各三株,分别命名为:WGX10、WGX15、WGX18、HF3、HF5、HF7。通过对这6株菌12项生理生化指标的鉴定,鉴定为假单胞菌属。对菌种进行16S rDNA序列测定,在Gene Bank数据库中找到了同源序列,并建立了系统发育树,得出筛选出的菌株与其他已报道的异养硝化菌及好氧反硝化菌在进化上具有很高的同源性。考察了pH值、温度、C/N等环境因子分别对异养硝化菌与好氧反硝化菌脱氮效果的影响,给出了这两个菌种硝化与反硝化的适宜条件。好氧反硝化菌与异养硝化菌的适宜pH值范围均为6.5～7.5,在此范围内,菌株的脱氮效率很高,基本能达到90%以上。好氧反硝化菌的最佳温度范围为25～35℃,尤其是当温度为30℃时,硝态氮的去除率可以达到85%;当温度控制在28℃～33℃,异养硝化菌对氨氮的去除率在80%左右。好氧反硝化菌受C/N影响很大,硝氮去除率随着C/N的增加而升高,当C/N增加到9.0∶1时,脱氮率达到80%以上。而C/N对异养硝化菌的影响不是很大,当C/N为1.5∶1时,氨氮去除率达到70%,当C/N为3.0∶1左右时,氨氮去除率增加缓慢。为了探求微生物种群之间的协调作用,避免种群之间的激烈竞争,使菌种组合达到最优效果,进行了菌种复配。经过一系列的试验研究及综合比较,发现组合WGX15+WGX18+HF3+HF7脱氮效果较好,氨氮去除率达到72%,硝氮去除率达到70%以上。使用固定化微生物技术,将菌种吸附在生物载体上,覆盖在底泥表面,形成一种生物膜抑制N、P等污染物的释放。分别选取砾石、粉煤灰、沸石、火山石等硬性填料作为生物载体,通过对水体氨氮及总氮为期30d的检测发现,沸石对氨氮的去除率可达到100%,对总氮的去除率也可达到96%以上,效果很好,所以我们选取沸石作为备用载体。建立反应器模拟景观水体沉积物系统,将所筛选到的异养硝化菌及好氧反硝化菌采用固定化微生物技术应用于反应器中。选取沸石、陶粒与球型轻质多孔生物滤料作为备选填料,在经过挂膜及驯化后,反应器正式运行。考察了氨氮、总氮、总磷等常规水质指标的浓度变化情况。其中,水体中氨氮浓度始终很低,处理效果很好;而对于总氮的去除,从整体来看陶粒的效果比较好,在运行末期总氮去除率可以达到70%左右;总磷的处理效果不是太理想,规律性不明显。综合比较后,选择陶粒做为最终载体。