随着我国国民经济的不断发展,环境污染问题日益成为人们关注的焦点。在当前经济发展过程中,水资源紧缺、水环境日趋恶化己经成为制约我国经济发展的重要因素。我国大多数地区的地下水在不同程度上遭受到硝态氮污染。水体中过量的硝酸盐对人体的健康危害极大,在人体内它会在微生物作用下被还原成亚硝酸盐,引起高铁血红蛋白症及婴儿青紫症。另外硝酸盐和亚硝酸盐在一定条件下会转化成亚硝胺和亚硝酰胺,它们是高度致癌、致变、致畸的物质。由此可见,水体的治理及防治已迫在眉睫。目前处理水体中硝态氮的方法有多种,主要分为物理化学法和生物反硝化法。生物反硝化法与物理化学法相比,具有低能、高效、无二次污染的特点。反硝化反应发生在缺氧或厌氧条件下,通过异养菌以NO2-和NO3-作为电子受体,将其还原成气态物质排出,从而使氮循环顺利进行。近年来国内外的不少实验和报道均证实在污水处理中可能存在许多以前未曾注意到的微生物作用过程,如好氧反硝化、厌氧氨氧化、异氧硝化等,为生物脱氮提供了全新的途径,也奠定了好氧反硝化生物脱氮新技术的理论基础。同传统的缺氧环境中的反硝化相比,同步硝化反硝化这种反应器充分利用了供氧不均匀的客观现象,控制生物硝化与反硝化的反应动力学平衡,使生物硝化和反硝化反应在时间和空间上同时进行,而不必像传统的A/O等工艺那样设缺氧区和好氧区,将硝化和反硝化反应分开。随着工艺的不断发展,不少学者分离一些好氧反硝化菌,它们无论是在好氧条件还是厌氧条件下都具有反硝化作用。这些学者如Lone Frette、Shwu Ling Pai和Naoki Takaya等把分离出的好氧反硝化菌用于具体的工程实践时,也取得了较好的效果。好氧反硝化的研究虽然在国内还处于起步阶段,但是由于其比传统生物脱氮具有优势,必将成为未来废水生物脱氮的重要途径之一。经过诱变得到的菌株可能会发生很多不同的变化,其中有比原菌株处理效果强的也有比原菌株处理效果弱的,还有一些杂菌死菌以及无处理能力的菌株。因而诱变后的菌株的筛选工作是很重要的,采用随机筛选方法,犹如大海捞针。因此人们不断在寻找新的筛选方法,力求找出一种由大量群体中更有效地选到所需类型的突变株的方法。利用平皿特殊反应筛选突变株是其中的一种。本课题首先针对好氧反硝化菌研究了一种特殊的能够达到一定筛选能力的显色培养基,并对此显色培养基的失效性和稳定性进行研究。重点研究了利用显色培养基快速筛选污泥中分离纯化的和诱变后的好氧反硝化菌株。通过实验研究得知NO3--BTB显色培养基显色效果明显,而且性质稳定;在点接法实验中污泥中和诱变后的好氧反硝化菌的筛选符合率分别为70%和67%。但是在半定量实验中,可以发现仅以显色圈大小作为除氮量的指标是不太可靠的,尤其很难达到完全一致性。造成结果不能完全一致其原因有多方面的,如固体和液体培养条件不同,观察晕圈时间与菌株达到最佳除氮效果时间不同等,所以摇瓶复筛必不可少。但是利用此显色培养基晕圈大小作为初分指标,既分离到了高效活菌株又节省了大量时间,且符合率高,完全达到初筛的要求。所以从污泥水样或诱变后的培养物中初筛好氧反硝化菌,晕圈法方便可行。在后续的硝态氮污水处理实验中采用升流式生物反应装置,污水均由反应池下部进入,顶部流出。废水经恒流泵进入底部的陶粒填料层,经由三个相同规格的反应池串联运行后由顶部出水。利用以上实验中得到处理效果好的菌株以混菌形式采用了“排水浓缩法”进行挂膜。经过5天已有挂膜迹象, 2周后正式运行。在间歇实验中以正交实验的方法来确定此混菌的最佳工艺条件,研究表明,当因素pH值、温度、C/N比和C源分别取7、25℃、5和丁二酸时此混菌的除氮量最大。在处理硝态氮废水的连续实验中,调试水力停留时间的同时对每格的除氮量也进行了测定。通过实验发现,当考虑三个格区的利用率和总除氮效果时最佳水力停留时间为6～8h,此时总除氮率可达到90%以上。通过进行与反硝化相关的间歇实验及对好氧反硝化菌进行固定化的连续性实验对脱氮、去除有机物的影响因子进行研究,依据实验运行结果探讨了它们之间的相互关系及变化规律,得出实用可靠的参数。为污水中硝态氮的有效去除及“同步硝化反硝化”除氮提供了新的研究方向。