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1.1.3 生物脱氮的应用
活性污泥是由细菌、真菌、原生动物和后生动物等各种生物和金属氢氧化物等无机物所形成的污泥状的絮凝物。活性污泥中复杂的微生物与废水中的有机营养物形成了复杂的食物链。考虑到活性污泥中微生物与复合菌剂存在的竞争可能会抑制复合菌剂的脱氮作用，所以培养纯复合菌污泥，测定其脱氮效果。
A/O法是将废水反硝化后再进行硝化，硝化后生成的硝态氮通过回流，与原水混合后进入缺氧段，进行反硝化，原水为缺氧段提供了充足的碳源，不需另外添加。此外，反硝化过程产生的碱可提供给硝化段，用来中和该段产生的酸。
对某一特定的菌株而言， 进行完整的硝化反硝化作用是非常复杂的过程， 包括一系列的氧化还原反应和电子传递， 受许多环境因素的影响，诸如O2、温度、pH值、碳源(同时为异养反硝化微生物的电子供体)、C/N(指碳源碳与硝态氮的摩尔比值，全文相同)等。各因素对微生物反硝化作用的影响是从不同方面体现出来的， 有的影响酶的合成， 有的影响酶的活性影响结果可从中间产物或终产物的形态、数量以及酶的合成情况上表现出来。
由于碳源和氮源在生物生长过程中有着十分重要的影响，在分析营养源菌生长的影响时，人们在碳氮比以及碳源和氮源浓度对发酵过程的影响方面作了大量的研究。已有研究结果表明，硝化过程的一个最关键的参数是碳氮比，因为它直接影响到自养和异养微生物的生长竞争。发现，碳氮比过高和过低都不利于细胞生长和外源蛋白表达和积累，过低导致菌体提早自溶；过高导致细菌代谢不平衡，最终不利于产物的积累。即使碳氮比处在合适水平，碳源和氮源浓度过高和过低也不利于细胞生长和外源蛋白表达和积累，浓度过高，细胞在发酵过程后期生长缓慢，代谢废物产生较多，最终使得菌体代谢异常，影响外源蛋白合成；浓度过低，培养基所能提供的营养物质有限，影响细胞的繁殖。传统生物脱氮由硝化和反硝化两个阶段组成。其反应的进行受到一定制约：一方面，硝化过程受自养菌和异养菌竞争的影响很大，这种竞争依赖污水的碳氮比，自养硝化菌在大量有机物存在的条件下，对氧气和营养物的竞争不如好氧异养菌，从而导致异养菌占优势，使得氨氮不能很好地转化为亚硝酸盐或硝酸盐；另一方面，反硝化需要一定的有机物作电子供体，有机物量不足又会导致反硝化不彻底，出水硝态氮含量超标。
1.2 复合细菌
1.2.1 复合菌剂的定义
复合菌剂又称为复合菌群、复合微生物、混合菌剂等，是由两种或两种以上的微生物共同培养、相互作用、相互影响，最终达到发挥其最大群体优势的微生态系统[6]。优势复合菌剂由硝化菌、反硝化菌、聚磷菌、光合菌、酵母菌类、乳酸菌类等多种微生物组成。采用适当的比例把好气性微生物和兼气性微生物混合培养可以形成优势的复合菌菌群[7]。
就不同的复合菌剂做了细致的研究和探讨，发现复合菌剂具有如下特点[8，9]：
(1)复合菌剂是具有多种生理特性和功能的菌群，可以在好氧和缺氧状态，甚至在多种污染源存在时发挥作用。
(2)复合菌剂具有极高的降解能力，可以处理包括涂料废水、染化废水、造纸废水、焦化废水等在内的多种高污染、难生化的工业废水。
(3)复合菌剂可以突破传统离子抑制浓度的限制，如某些复合菌剂中的微生物可在较高离子浓度环境下有效地进行有机物氧化分解。
(4)经过人工选育技术和特定功能强化，复合菌剂的宏观表现比自然菌群更为优越，各种生化指标的规律性强，易于监测和控制。