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近年来,我国近海海域污染日益恶化,水体富营养化、赤潮呈增多趋势,阻碍了海水养殖业的快速发展,对我国经济社会可持续发展造成较大影响。其中,以氮素污染问题最为突出。生物脱氮是去除氮素污染的最主要方法,主要通过硝化作用和反硝化作用两个过程完成,其中反硝化作用是由反硝化细菌在缺氧条件下将硝酸盐氮转化为氮气,从根本上解决氮污染问题。本课题建立一种海水反硝化细菌的富集培养方法,考察了培养过程中活性污泥性质的变化,通过单因素试验确定海水反硝化细菌适宜的生长条件;利用海藻酸钠和聚乙烯醇(PVA,分为高聚合度PVA和低聚合度PVA)作为固定化载体,对海水反硝化细菌、碳源进行包埋,分析了固定化海水反硝化细菌对硝酸盐的去除效果。通过研究得到如下结论:1.在25~30℃,pH7.0~7.5,厌氧条件下,经过25d的培养,可以得到反硝化速率为4.83mg/(gMLSS·h),反硝化强度为110mg/(L·h)的海水反硝化细菌培养物。海水反硝化细菌数量达到2.5×108MPN/mL。在培养过程中反硝化速率、反硝化强度、SV、SVI等指标均呈规律性变化。海水反硝化细菌培养物对硝酸盐氮具有较好的去除效果。2.通过单因素试验,确定海水反硝化细菌培养物可利用柠檬酸钠、葡萄糖、乳糖、甲醇、乙醇、可溶性淀粉作为唯一碳源进行反硝化作用,其中利用柠檬酸钠、乙醇作为碳源时,硝酸盐氮去除效果最好。pH适宜范围是7.0~8.0,温度适宜范围为25℃~40℃。DO越低硝酸盐氮去除率越高。当DO控制在1.5~2.0mg/L以下时,反硝化作用可以正常进行。增加投菌量,可以大幅度提高硝酸盐氮去除率,缩短处理时间。综合投菌量和处理时间的关系,确定每处理350mg/L的硝酸盐氮溶液添加10mL菌液的配比。硝酸盐氮初始浓度对海水反硝化细菌培养物的反硝化强度没有影响。3.以海藻酸钠、低聚合度PVA为包埋材料包埋海水反硝化细菌制成固定化小球对硝酸盐氮的去除效果优于高聚合度PVA包埋的小球。在适宜环境条件下,包埋后小球的去除速率比未包埋菌液差。但在不利环境下(例如pH5.0,温度10℃),包埋可以提高反硝化细菌对环境条件的抗冲击能力。加入适量的可溶性淀粉可以很好的改善海藻酸钠、PVA小球的机械强度,减少PVA小球吸附成团、吸水溶胀现象。将碳源和海水反硝化细菌共同包埋的固定化小球反硝化速率快于仅包埋碳源的固定化小球。