目前，我国各种水体氮污染问题愈来愈严重，其中氨氮和亚硝酸盐氮是导致鱼虾等水体生物致病的直接或间接因素。硝化细菌对水体中氨和亚硝酸盐具有有较强的去除能力，但由于硝化细菌属化能自养型细菌，生长时代周期长，对环境因子变化敏感，在与异养菌的竞争中处于劣势。固定化微生物技术作为一种新的废水处理方法，是当今生物工程领域中一个十分活跃的研究方向。应用固定化硝化细菌技术能够提高系统耐受有毒物质冲击能力，高效去除水体中氨和亚硝酸盐对于养殖系统生态健康及环境保护具有十分重要意义。本论文以两种硝化细菌菌剂（淡水型硝化细菌、海水型硝化细菌）为研究对象，采用聚乙烯醇、聚乙二醇和聚丙烯酰胺3种包埋材料对其固定化，探讨适宜的固定化方法，确定固定化硝化细菌适宜生长条件，同时考察了金属离子(Cu²⁺、Mn²⁺、Fe³⁺)对固定化硝化细菌活性的影响。通过研究得到以下结论：（1）采用聚乙烯醇、聚乙二醇、聚丙烯酰胺三种包埋材料，分别对硝化细菌（淡水型硝化细菌和海水型硝化细菌）固定化，从固定化小球的成球难易、机械强度、对氨氮和亚硝酸盐氮去除效果等方面进行比较，确定聚乙二醇包埋法为最适宜的固定化方法。利用该方法包埋淡水型硝化细菌对氨氮的去除率为0.12mg·[g（MLSS）·h]^-1，对亚硝酸盐氮的去除率为0.14mg·[g（MLSS）·h]^-1；利用该方法包埋海水型硝化细菌对氨氮的去除率为0.13mg·[g（MLSS）·h]^-1，对亚硝酸盐氮的去除率为0.22mg·[g（MLSS）·h]^-1。（2）通过单因素实验确定固定化淡水型硝化细菌菌的适宜pH为7～8，固定化海水型硝化细菌的适宜pH为8～9；固定化淡水型硝化细菌的适宜温度范围为20～30℃，固定化海水型硝化细菌的适宜温度范围为20～40℃。固定化硝化细菌对氨氮、亚硝酸盐氮的去除效果均好于游离态菌剂，在低温、低pH条件下，效果更加明显。（3）对于固定化淡水型硝化细菌，低浓度Cu²⁺对其促进作用具有时间效应，48h后出现抑制现象，且随Cu²⁺浓度的增大抑制越明显；对于固定化海水型硝化细菌，低浓度Cu²⁺对硝化过程的促进作用大于亚硝化过程。Mn²⁺对固定化海水型硝化细菌的活性几乎无影响，但是对固定化淡水型硝化细菌的硝化过程具有抑制作用，甚至可导致细菌失活。Fe³⁺浓度为1mg·L^-1、5mg·L^-1时对固定化淡水型硝化细菌的亚硝化反应均有促进作用，且浓度为1mg·L^-1时促进作用最大；Fe³⁺浓度为1～10mg·L^-1时对固定化海水型硝化细菌活性均具有促进作用，且对亚硝化过程的促进力度大于硝化过程。