自养硝化细菌是生物脱氮中起主要作用的微生物，其数量和脱氮性能直接影响污水处理系统的硝化效果。由于硝化细菌生长速度缓慢，对环境条件极具敏感性，在一般的污水处理系统中硝化细菌的含量较低。因此，筛选出能够高效脱氮的硝化细菌，并对其进行扩大培养，从而增加污水处理系统内硝化细菌的浓度，对提高系统的脱氮效率极具重要性。　　本研究采用污水处理厂的好氧污泥作为菌源，通过富集、分离和纯化，筛选出能够高效脱氮的自养硝化细菌，为污水处理提供优质菌源，并采用传统微生物鉴定方法和现代分子生物学手段对分离出的菌株进行鉴定。通过研究其扩培条件——采用正交优化或响应面等方法对培养基及发酵条件进行优化，使其能够应用于工业化生产，从而获得高浓度的硝化菌液，并应用于实际的污水处理工艺中。本研究的主要结论如下:　　(1)利用选择性培养基对活性污泥进行连续驯化，筛选出氨氮去除效率较高且稳定的氨氧化菌群。采用聚合酶链式反应-变性梯度凝胶电泳(PCR-DGGE)技术分析了氨氧化菌群在连续传代过程中菌群的结构差异，并对菌群的发酵培养基及发酵条件分别进行了正交优化和单因子优化。结果表明，该菌群的最佳发酵培养基为每升培养基中含碳酸盐缓冲液15 mmol，硫酸铵4.2 mmol，磷酸盐缓冲液12.5 mmol，硫酸亚铁0.9μmol，氯化钙0.4 mmol，硫酸镁1.5 mmol;最佳发酵条件为:无光照，接种量为14％，装液量为60 mL/250 mL，温度为35℃。在此条件下，菌群对氨氮的去除效果较优化前提高了155％。　　(2)以城市污水处理厂好氧活性污泥为菌源，筛选出一株自养型亚硝酸盐氧化菌L5，将其转接至含有500 mg/L亚硝酸钠的液体培养基中培养12天，硝化效果可达100％;并采用流式细胞仪对其计数，绘制生长曲线。然后通过传统微生物学方法和现代分子生物学手段对菌株进行鉴定和同源性检索，并通过MEGA软件进行比对和系统发育分析。分析表明，菌株L5可能属于嗜碱性硝化细菌。　　(3)采用响应面法对菌株L5的培养基进行优化，确定最优培养基配方为:NaNO20.82 g/L、NaCl0.3 g/L、KH2PO40.204 g/L、MgSO40.03 g/L、NaHCO31 g/L、Na2CO30.48 g/L、CaCl23.6 mg/L、FeSO41.36 mg/L和(NH4)2Mo7SO40.05 mg/L。经过验证，该模型具有较高的显著性。优化后，培养3d的亚硝酸盐氧化菌L5的增长量提高了约1.5倍。