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水中氮素污染现象日益严重,去除水中氮素污染已经成为当今废水处理技术的一个热点问题。对水中氨氮去除起主要作用的是硝化细菌,其最适宜温度多为30～35℃,但是对北方寒冷地区来说,其偏低的水温明显不利于普通硝化细菌发挥其对氨氮的去除作用。因此,探求适用于北方寒冷地区的低温硝化细菌是很有现实意义的。本文提出了一种筛选低温硝化细菌的方法:在17℃进行硝化细菌的富集,菌种的分离纯化,初筛,硝化效果的测定。通过此一系列步骤从亚硝酸细菌培养基分离出氨氮去除率在20%～70%的细菌6株;从硝酸细菌培养基分离出亚硝酸盐去除率在30%～70%以上的细菌6株。对其中四株硝化效果较好的亚硝酸菌yn5、yn6和硝酸菌nq4、nd5进行生理生化指标鉴定及16SrDNA测序,将其鉴定到属:前两者属于亚硝酸单胞菌属,后两者属于硝酸杆菌属。对影响这四株菌株硝化效果的生态因子进行了探讨。结果为四株菌的最适合温度为30～35℃,最适宜的pH值为弱碱性,氨氮负荷和亚硝酸盐负荷在50mg/L时,硝化效果较好, COD值的升高硝化效果降低。将亚硝酸细菌和硝酸细菌混合固定于生物陶粒反应器上进行了氨氮去除的试验研究。在生物陶粒反应器进入稳定运行阶段时,可以观察到系统对于氨氮的去除率稳定在70%左右。同时系统对COD也有着较高的去除率,基本实现了同一反应器中的有机物和氨氮的共同去除。对影响反应器的氨氮负荷、温度、pH值和COD负荷等生态因子分析显示,反应器的氨氮去除率随着氨氮负荷的增加而降低,温度在20℃～23℃并没有限制亚硝酸菌和硝酸菌的生长和活性,pH值控制在8.0左右,可以使系统稳定的运行,COD值越小,越有利于氨氮的去除。反应器中不同高度处无机氮浓度的测定结果表明,亚硝酸细菌和硝酸细菌在不同高度数量的多少,会影响到反应器对氨氮的处理效果。对生物陶粒反应器内生物膜中生物相的观察显示,在不同高度处的生物膜中存在的微生物种群不同,依据无机氮沿程分布可以推测出在反应器中部和上部的生物膜中主要存在的是硝化细菌。整个反应器中可能存在的微生物种群包括异养菌、亚硝酸菌、硝酸细菌和反硝化细菌。