水体富营养化是我国当今水环境面临的重大问题，氮素是主要的污染因子。由于传统的生物脱氮工艺存在着自养硝化细菌得不到生长优势、难维持较高的生物浓度、投资和运行费用较高及容易造成二次污染等诸多弊端，因而开展新型生物脱氮理论和技术的研究已成为必然。其中好氧反硝化工艺由于具有处理效果好、处理流程得到简化、占地面积小等优点而受到广泛关注。近年来发展出在有氧条件下进行的同步硝化/反硝化的污水处理脱氮系统，为生物脱氮技术提供了一条崭新的思路。　　本文针对一批来自黑龙江省环境生物技术重点实验室的具有较高好氧反硝化活性的菌株G1、G2、G3、G4和G5的硝氮去除活性进行对比性研究，从中选择出硝氮去除活性最高、pH耐受范围最强的G3菌株，对G3菌株的好氧反硝化特性进行研究，结果显示，G3以丁二酸钠为碳源，在完全好氧的条件下可高效地进行硝酸盐呼吸，硝氮去除率最高可达到99.9％，并只产生少量的NO2－-N累积，反硝化过程发生在对数生长期，其培养特征为氧化还原电位降低和反硝化产碱。　　在同步硝化/反硝化的污水处理脱氮系统运行过程中，所投加的高效脱氮菌体往往容易流失，导致处理效果降低，从而成为制约这一新型脱氮工艺的瓶颈。应用固定化微生物技术将筛选所得的高效脱氮菌固定于特定的载体上，可使其在保持较高脱氮活性的基础上，提高局部菌体密度，最大限度地降低菌体流失，使系统能够高效、稳定地运行。　　本文采用海藻酸钠/CaCl2包埋固定法对高效好氧反硝化菌株G3进行固定，并在不同环境温度培养条件下对得到的G3海藻酸钙固定化微球(以下简称G3-1)的稳定性及好氧反硝化效能进行考察，研究结果显示：在温度为25℃、pH7.0、转速140rpm的培养条件下，G3-1在培养48h后虽然能够稳定存在，并且硝氮去除率达到了峰值75.4%，但此时G3-1开始出现破损迹象，因此需要对这种传统的微生物固定化方法进行改良。　　本文采用高分子材料左旋聚赖氨酸，引用层层自组装技术对传统的海藻酸钠/CaCl2包埋固定法进行改良，确定了最佳组装层数与组装量，制备了菌株G3的12层固定化微胶囊(以下简称G3-12)，并在上述不同环境温度培养条件下对其稳定性及好氧反硝化效能进行考察，结果显示，在温度为25℃、pH7.0、转速140rpm的培养条件下，G3-12可以稳定存在，耐温性显著提高，加固效果明显，硝氮去除率可达到68.5%，与G3-1在此条件下达到的75.4%相当，说明层层自组装的加固并没有对菌株的活性产生抑制作用。采用SEM对G3-12进行观察，结果显示，组装所用的PLL与ALG在G3-1内核表面形成一层清晰可见的薄膜，G3-12的外表面光滑，而微胶囊内部的海藻酸钙部分形成束状纤维，这种结构能够为包埋的菌体提供合适的吸附位点，利于营养物质的传输；培养48h后，外表面的薄膜有脱落现象，微胶囊在水中可以实现缓释作用，这可能是由于好氧菌的趋氧性生长，使菌体朝微胶囊外表面聚集而对微胶囊造成的胀性压力所引起的，由此可见通过这种方法制得的微胶囊不仅可以根据实际需要，通过控制组装参数来控制微胶囊的使用寿命，还可用于固定化微生物传质模型的研究。