随着海洋水产业的不断发展，循环水养殖工艺在养殖生产的应用越来越广泛，工厂化循环水养殖体系是一个环保、节能、高效的养殖方式，它是根据养殖对象的生长环境要求，通过人工调控关键生产环节，使养殖技术指标在合理有效的范围内，达到最优经济效益。海洋循环水养殖系统的关键部分是循环水处理工艺，养殖水体的主要污染物是氨氮，因此控制水质中的氨氮积累是解决的关键。近些年来利用某些硝化细菌对废水进行脱氮成为研究的重点，特别是不少研究者发现了某些异养硝化菌可以进行异养硝化-好氧反硝化，对处理DO值高、氨氮浓度相对低的养殖废水很有现实意义。本试验研究先对已富集驯化得到的海洋异养硝化菌MN-2进行生长生理特性研究，找到该菌的最优生长条件，考察其脱氮性能和氮代谢途径；随后利用MN-2强化生物膜反应器，从实际应用的角度考察海洋异养硝化菌的脱氮性能，对MN-2优势菌挂膜与海水自然挂膜进行比较，寻找循环水处理工艺中的最优运行条件；依据海参生长的环境，以生物膜反应器为主体，设计了海参循环水养殖体系，为工厂化生产应用提供了参数和建议。试验研究结果表明：（1）海洋异养硝化菌MN-2菌相对于自养菌，具有生长速度较快，稳定生长期较长等特点，适应环境能力较强，在营养充足的环境中可以大量繁殖，并且利用自身的优势成为环境中的优势菌种。氮平衡试验表明，MN-2菌能利用硝态氮进行硝化-反硝化作用。这说明，MN-2菌适合应用于循环频率高，氨氮易积累的养殖循环水的处理工艺中。（2）比较了三种载体对MN-2菌的吸附能力，确定海洋天然载体牡蛎壳最适合作为挂膜的填料。人工投加MN-2优势菌挂膜能够加快挂膜启动时间15d以上，挂膜稳定后，循环水中的氨氮、亚硝态氮浓度始终保持很低的水平，硝态氮浓度维持在2-3mg L^-1。相对海水自然挂膜仅有硝化作用，加入MN-2菌生物强化反应器，具有硝化-反硝化作用，降低了底物的峰值，更有利于循环水养殖。针对MN-2生物膜反应器，进行了HRT、进水氨氮浓度单因素分析，进水氨氮浓度为3mg L^-1，HRT在20min时，脱氮效果最好。（3）利用MN-2菌的脱氮能力，以海参养殖循环水为处理对象，设计循环水养殖工艺时，考虑了养殖密度、饵料、水温等综合因素。实验室养殖过程中，养殖池24h曝气，白天12h循环水处理，对养殖池内COD、三态氮进行监测，显示循环水三态氮浓度降低至有利于海参生长的条件，并得出结论7d对养殖池沉积的粪便和残饵进行清理较为合理。在实验室条件下，应用MN-2菌生物强化循环水处理工艺的可行性研究，为工厂化循环水工艺设计提供了必要的工艺参数。