近年来,由于海洋渔业资源衰竭和人们对海洋水产品的需求不断增加,海水养殖业迅猛发展,尤其是对虾养殖业,已经成为海水养殖业的支柱产业。但是由于对虾养殖系统是一个人工控制的生态环境,其中的残饵、粪便等的污染使得对虾养殖环境严重恶化。传统养殖模式已不能适应发展的形势,发展具有自修复功能的对虾池塘精养模式势在必行,因此研究针对该模式的综合微生物修复技术是十分必要的。固定化技术已经广泛应用于海水养殖环境修复中,固定化载体是影响净化效果的一个非常重要的因素。在本研究中,选择了珊瑚石和竹节两种固定化载体,与国内应用较广泛的陶粒的净化效果进行了比较,结果表明,珊瑚石和竹节对氨氮、亚硝酸氮和有机物的净化效果均优于陶粒,尤其是COD的去除率。海水是一个高盐度、寡营养的特殊环境,投加的外源菌常因某种营养物缺乏导致的营养比例失调而很难形成优势菌群,进而净化效果不理想。针对这一现象,我们对添加营养物质对水质净化菌剂净化效果的影响进行了一系列研究,通过计算葡萄糖和磷酸盐的添加量对COD、NH4-N和NO2-N去除率的影响,建立了相关模型。研究发现添加葡萄糖和磷酸二氢钾均明显提高了净化效果,当C：N：P=62.5：4.85：1时,水质净化菌剂对养殖废水中COD的净化效果最佳；当C：N：P=37.5：4.51：1时,对氨氮的去除效果最好；当C：N：P=25：2.97：1时,对亚硝酸氮的净化能力最高。葡萄糖与磷酸盐的添加量与三种污染物去除率的关系可以用二项式曲线表示。利用上述筛选的固定化载体和确定的外源菌所需的营养条件,通过室内模拟探讨了影响二级曝气生物滤池运行效果的因素——污染物浓度和水力负荷,研究了不同污染物浓度下水力负荷对生物滤池净化效果的影响,并建立了相关数学模型。COD、NH4-N和NO2-N的最佳底物浓度分别为20mg/L、0.5mg/L和1mg/L,最佳水力负荷均为50m3/(m3·d)。不同底物浓度下,水力负荷与这3种污染物的去除率均符合二次多项式关系,即V=aH2+bH+c。在室外,将3层滤料的上向流曝气生物滤池与横向流生物滤池串联成两段式生物滤池,并对其净化效果进行了连续两个月的测定,结果显示经过该生物滤池处理的水质完全符合水产养殖的要求。另外,在对虾养殖期结束后,将虾塘底部的淤泥收集,将堆肥化处理引入虾塘沉积物处理,对影响堆肥效果的含水率和调理剂(沙子)添加量进行了研究,并建立了相关模型,为今后虾塘底泥的无害化处理提供了理论依据。本研究从固定化载体的筛选、外源微生物净化所需的营养配比、生物滤池运行参数的室内模拟及室外应用和虾塘底泥的堆肥化处理5个方面进行研究,建立了一整套适用于对虾池塘精养的综合微生物修复技术,与大型藻、贝类养殖、射流式泡沫分离器结合,共同构建了一套对虾池塘精养环境综合修复技术和养殖模式,为实现具有自修复功能的绿色高效对虾池塘养殖提供理论和现实依据。