本文主要研究了海洋光合细菌的增殖培养及固定化光合细菌在城市污水脱氮除磷中的应用。通过中草药对光合细菌生长影响的研究,筛选出中草药的最佳提取方法和最佳添加量,为光合细菌的增殖培养及应用提供依据;采用薄层-纸色谱法分离栝楼浸提液,初步分析了栝楼促进光合细菌生长的成分;通过添加活性炭、纳米蒙脱土,进行固定化光合细菌的研究,提高脱氮除磷的效果。本文的实验结果主要有:(1)通过两种方式制备中草药浸提液,发现不同方式得到的浸提液对海洋光合细菌的生长有一定影响。甘草、黄芩、栝楼采用水煮法提取,其浸提液对光合细菌生长的效果较好,而青蒿、党参采用醇提法效果更好。上述中草药不同的添加量对光合细菌的生长也有一定影响。在选取0.5%、1.0%、2.0%和4.0%(体积比)的四个添加量中,黄芩、栝楼的效果最好,且添加量越高,对光合细菌生长的促进作用越强。添加量为4.0%的黄芩、栝楼120h光合细菌的OD660值比对照组分别提高68.8%和99.1%;党参最佳添加量为1.0%,经过120h的培养,细菌量比对照组增加了68.4%,而添加量较高时(4.0%组)对光合细菌的生长有一定抑制作用;甘草、青蒿浸提液的添加量为0.5%时效果较好。(2)栝楼对光合细菌生长的促进作用是几种成分共同作用的结果。采用薄层-纸色谱法分离栝楼提取液,对栝楼成分初步研究发现,其中的十八烯、低级脂肪类物质,苹果酸、丙醇二酸等成分对光合细菌的影响较明显。可能的机理是十八烯起到了类似植物激素的作用,促进光合细菌的快速生长;低级脂肪、有机酸则可为光合细菌提供营养物质或碳源,补充了培养基中的成分,从而促进了光合细菌的生长。(3)活性炭吸附固定化光合细菌可以提高光合细菌处理废水的效果,其中以粉末活性炭固定光合细菌对氮、磷去除效果更好,经固定化后的光合细菌对氨氮的去除率为51.8%,对磷的去除率为66.7%,比光合细菌对照组分别提高18.1%和9.1%。粉末活性炭的投加量越高,对氮、磷的去除效果越好。综合考虑脱氮除磷效果及处理成本,光合细菌处理废水时用于固定化的活性炭以每升废水2～5g为益。包埋固定化活性炭和光合细菌,有利于提高了固定化小球的吸附能力,使固定化小球兼有包埋法和吸附法的优点,提高对氮、磷的处理效果。(4)在包埋固定化过程中,海藻酸钠浓度2%,光合细菌添加量(湿重)0.2%,蒙脱土0.4%,CaCl2浓度为4%为最优制备方案。添加纳米蒙脱土提高了对氮、磷的去除效率,经三次重复使用固定化小球未发现膨胀变形。添加蒙脱土的固定化光合细菌在30℃、光照条件下对去除氨氮和磷的效果最好。本文研究结果将为提高光合细菌的生长效率,大规模的培养及在脱氮除磷方面的应用提供依据。