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氨氮是海水养殖系统的主要污染物，目前多采用生物法进行处理。处理过程中，氨氮在硝化细菌作用下被转化为硝态氮，后者进一步被反硝化细菌转化为游离氮气。硝化过程是生物脱氮的限制性步骤，其核心是硝化细菌。由于硝化细菌具有严格自养、生长缓慢、对环境因子变化敏感等特性，使其在与异养菌的竞争中处于劣势，极易被系统淘汰，造成海水中硝化菌群十分贫乏。因此提高处理系统中硝化细菌的浓度对生物脱氮具有十分重要的意义。
本课题建立一种海洋硝化细菌的富集培养方法，考察了硝化细菌富集培养过程中活性污泥性质变化，确定了海洋硝化细菌应用的适宜条件。同时对硝化细菌的固定化方法进行研究。
通过研究得到如下结论：1、建立一种海洋硝化细菌富集培养方法。在25～30℃，pH7.5～8.5，DO2～5mg/L，氨氮浓度100mg/L条件下，经过16～19d的培养，可以得到硝化速率为4.18mg(NH4+-N)·[g(MLSS)·h]-1的海洋硝化细菌培养物，海洋硝化细菌数量达到2.0×1010MPN/ml。在培养过程中SV、SVI、硝化强度、硝化速率和产酸能力等指标均出现规律性变化。海洋硝化细菌培养物不能利用大多数常见碳源，可利用糊精、L-海藻糖、吐温40、N-乙酰-D-半乳糖胺、N-乙酰-D-葡萄糖胺、D-葡萄糖醛酸、L-阿拉伯糖、D-葡萄糖-6-磷酸。
2、海洋硝化细菌培养物的最佳应用条件是pH8.5，温度25℃，好氧。该培养物对人工配制的含氨氮海水及海参育苗废水均具有较好的去除效果，对人工配制含氨氮海水48h氨氮去除率在70％以上，对海参育苗废水24h氨氮去除率可达69.56％。
3、采用琼脂、海藻酸钠、聚乙烯醇、聚丙烯酰胺4种包埋剂分别对海洋硝化细菌进行固定化，从固定化颗粒的成球难易、机械强度、对氨氮的去除效果、使用寿命等方面对这4种固定化方法进行了综合比较，确定海藻酸钠包埋法为适宜的海洋硝化细菌固定化方法，采用该方法固定化的硝化细菌小球对氨氮浓度为5mg/L和10mg/L的海水，120h去除率分别为100％和57.3％。