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由于国家经济的进步带动了产业的迅速发展,工业、农业及城市生活用水的大量排放导致我国的水资源遭受氨氮、硝酸盐及亚硝酸盐等物质的污染较为严重,湖泊池塘水、景观水的富营养化程度也相对增大,不但使得动植物的生存受到威胁同时也对我国的经济进步和居民的健康生活造成了威胁。对于水体中氮污染的处理,传统的物理、化学脱氮工艺过程复杂难控,药剂的投放带来二次污染、实际应用存在诸多问题,而生物脱氮工艺因具有操作简便易控,脱氮效果显著,节省资源与动力的优点具有良好的应用前景,其中异养硝化细菌具有生长周期短、底物利用广泛且环境适应能力强等优点,利用异养硝化细菌进行污水脱氮,缩短了反应所需要的时间,提高了脱氮效率,另外硝化作用与反硝化作用可在同一反应器中进行,大大减少了成本,因此异养硝化细菌的生物脱氮工艺受到了广泛的关注。本课题旨在筛选出具有高效硝化作用的异养硝化细菌,以城市排污口淤泥及污水处理厂沉降池底泥为样本,进行异养硝化细菌的筛选,通过富集、初筛和复筛等过程筛选得到了4株具有较高氨氮降解效果的菌株,经形态学观察、分子学鉴定及系统发育树的构建结果分析,初步确定四株菌均为革兰氏阴性菌,菌株Y1-3-1属于不动杆菌属(Acinetobacter sp.),A2属于肠杆菌属(Enterobacter cloacae),T1-2属于假单胞菌属(Pseudomonas aeruginosa),F4属于普罗威登斯菌属(Providencia rettgeri)。对菌株Y1-3-1、A2、T1-2和F4进行了碳源种类、氮源浓度、温度、pH、转速等因素对菌株生长状况和硝化特性影响的实验,研究结果表明,四株菌均能以乙酸钠为碳源,以硫酸铵为氮源进行硝化作用,其最优培养条件为pH 7-8、30℃,150 r/min振荡培养,当起始氨氮浓度为100 mg/L时,氨氮降解率Y1-3-1为73.7%,A2为64.8%,T1-2为78.0%,F4为72.5%。为进一步提高菌株的氨氮降解能力,构建固定化复合菌剂,将四株菌进行混合培养,根据不同因素水平设计正交实验对四株菌的接种量配比、固定化材料的最佳配比进行了初步研究,根据固定化小球物理参数及稳定性、传质性的检测,确定了菌株Y1-3-1、A2、T1-2、F4最佳接种量配比为5:2.5:1:5,固定化材料最佳配比为PVA 4%、SA 2%、CaCl2 3%、沸石3 g;以上述最佳配比条件,采用吸附与包埋法联用的固定化方法进行固定化复合菌剂的构建并应用于模拟氨氮废水处理中,20 h内氨氮降解率可达96.8%,COD去除率可达92.4%,相较于单菌株的氨氮和COD的去除,固定化复合菌剂对两者的去除效果均有所提高,经检测,在氨氮降解过程中,亚硝态氮和硝态氮均未发现积累,且该菌剂对总氮也具有一定的去除能力。通过设计固定化菌剂作用条件实验,研究添加量、温度、pH等因素对固定化复合菌剂的降解效果影响,研究表明,该固定化复合菌剂的适宜作用条件为:模拟氨氮废水,初始pH 8.0,培养温度为30℃,添加量为50 g/L。