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随着我国工农业和社会经济的发展，氮污染已经成为影响我国水环境质量的一个重要因素。本研究从微生物的筛选分离、细菌属种的分子生物学鉴定、载体的合成与固定化等方面着手，制备了土著高效固定化氮循环缅菌;并设计了流化床反应装置，采用人工配水为实验用水，对所制餐的固定化细菌进行了SBR及连续曝气两种工艺的脱氮实验，分析比较了曝气量、进水碱度等因素对其脱氮效果的影响，并对其在连续曝气条件下的同步硝化反硝化现象进行了初步探讨；最后针对本研究的支撑项目——镇江863水环境课题“金山湖生态修复与面源污染控制示范区研究与工程”分项，对原金山湖的富营养化水进行了实验室脱氮的小试实验，并采用与生态浮岛相结合的方式投放到强化净化示范工程水体中，进行了原位生态修复实验。主要结论如下：
1)从天然水体中采集土著氮循环细菌菌种，不存在生物安全性问题，且在实验进行的11个月中，未出现种群衰退现象，一直能很好地实现转换氮素的功能(氨氮去除率高达99％以上)，这些特征特别适合于天然水体的生态修复。
2)纯种土著细菌的16S rRNA属种鉴定结果为：①反硝化细菌2：木糖氧化无色杆菌的一株反硝化亚种(Achromobacter xylosoxidans subsp．denitrificans)。②反硝化细菌02;无色杆菌属中的某一种(Achromobacter sp．)。③氨化细菌4：产碱菌属某种(Alcaligenes sp．)。④亚硝化细菌3：水生丛毛单胞菌(Comamonasaquatica)。⑤亚硝化细菌03：假单胞菌属某种(Pseudomonas sp．)。
3)采用本课题组专利技术人工合成的固定化载体具有以下特点：①密度接近水(比水稍重)，容易实现流态化，适用应用于流化床反应器生物脱氮；②具有良好的微孔结构，微孔分布均匀、大小适中，其孔径约为5～20μm，与所筛细菌的大小较接近，适合细菌的附着和生长；③生物相容性好，扫描电镜观察的结果显示，通过增殖、驯化后，细菌在载体内生长状况良好，活性高、密度大；④使用寿命长，载体在实验进行的11个月中，除在第一个月中有一定膨胀(约膨胀30％)外，基本保持原来的形状和物理性能，且反应系统去除氮素酶能力并没有随着时间的推移而下降；⑤硬度适中，有较高的机械强度，在流化床反应器中，载体不断相互碰撞、摩擦，且一直受到水、气的剪切，经过11个月实验，绝大部分仍完整无缺。
4)流化床反应器SBR工艺条件下，固定化细菌对进水碱度变化有较好的适应能力，进水碱度从596mg/L到119mg/L变化(以CaCO3计)，氨氮去除率均能保持在95％以上，但为保持出水中性，进水碱度不宜低于238mg/L；反应系统适宜曝气量在100 mL/min～500mL/min之间。
5)在连续曝气工艺条件下，固定化微生物反应系统在一定程度上实现了同步硝化反硝化，总氮去除率达60～70％，克服了SBR系统对自动化要求高的缺陷，为该方法实现工业化应用奠定了基础。
6)用金山湖水进行实验室流化床脱氮小试实验，氨氮去除率达99.3％，亚硝酸盐氮、硝酸盐氮去除率分别为97.4％、20.4％，总氮去除率达62％。
7)固定化微生物在金山湖示范工程中的原位生态修复实验结果表明其具有良好的原位修复天然富营养化水体的应用效果：工程启动后，水体氨氮、亚硝酸盐氮、硝酸盐氮浓度均保持在较低水平，氨氮浓度已达到国家地表水环境质量标准Ⅱ～Ⅲ类水标准；与工程实施前的原水总氮平均值相比，总氮的平均去除率达36.7％。