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我国水资(zi)源(yuan)短(duan)缺，全国目前有(you)400 多(duo)(duo)个(ge)城市缺水，其中100 多(duo)(duo)个(ge)严重缺水。由(you)于人(ren)口(kou)众多(duo)(duo)，人(ren)均水资(zi)源(yuan)的占有(you)量(liang)仅(jin)为世(shi)界(jie)人(ren)均占有(you)量(liang)的25% ，属(shu)世(shi)界(jie)贫水国之一。

由于水(shui)源分布不(bu)平衡(heng)，更存在(zai)南(nan)多(duo)北少(shao)，东多(duo)西少(shao)，夏(xia)天(tian)多(duo)冬天(tian)少(shao)的时(shi)空差异(yi)。然而就在(zai)不(bu)利的条件(jian)下，工业废水(shui)和农业污水(shui)不(bu)加处理地(di)任意排放，造成(cheng)水(shui)源污染(ran)愈加严重(zhong)，根据环境保护部发布的2010 年全国环境质量数据显示，中国的地(di)表水(shui)严重(zhong)污染(ran)，七大水(shui)系(长江、黄(huang)河、珠江、松花(hua)江、淮河、海河和辽(liao)河) 受到轻度(du)(du)、中度(du)(du)、重(zhong)度(du)(du)污染(ran)，湖泊富(fu)营养化(hua)问题(ti)突出。近几年来，重(zhong)大水(shui)污染(ran)事件(jian)频繁(fan)出现(xian)，发生率高达50%。缺水(shui)问题(ti)日益严重(zhong)。

1. 1 传(chuan)统污水处理技术(shu)

水的污(wu)染通常指人为原因(yin)造(zao)成(cheng)的水质(zhi)恶(e)化，降(jiang)(jiang)低水的使用价值，主要污(wu)染物(wu)是固体废弃物(wu)和化学物(wu)质(zhi)(需氧有机(ji)物(wu)、难降(jiang)(jiang)解有机(ji)物(wu)、重金属、植物(wu)营养物(wu)质(zhi)、酸、碱(jian)和石油类物(wu)质(zhi)) 。

我国目前常用的污水处理(li)技术有:

(1) 物(wu)理(li)法即不溶态污(wu)染(ran)物(wu)的分(fen)离(li)技术(重(zhong)力沉降、混凝澄清、浮(fu)力上浮(fu)、离(li)心力分(fen)离(li)、磁力分(fen)离(li)等) 。

(2) 化(hua)(hua)(hua)学(xue)法(fa)(fa)即(ji)污染物的化(hua)(hua)(hua)学(xue)转(zhuan)化(hua)(hua)(hua)技术(酸碱中和法(fa)(fa)、化(hua)(hua)(hua)学(xue)沉淀(dian)法(fa)(fa)、氧化(hua)(hua)(hua)还原法(fa)(fa)、化(hua)(hua)(hua)学(xue)物理消毒(du)法(fa)(fa)) 。

(3) 溶(rong)解(jie)态污染(ran)物物理化学分(fen)离技术(吸附法(fa)、离子(zi)交换法(fa)、膜分(fen)离法(fa)、蒸(zheng)发、冷冻法(fa)) 。

1. 2 常用方法存在的弊端

物(wu)理方法占(zhan)地面积大(da)，基建费、运行(xing)费高，能耗(hao)大(da)，管理复杂，易(yi)出现污泥(ni)膨(peng)胀现象; 设备不(bu)能满(man)足(zu)高效低耗(hao)的要求，单独(du)使用(yong)效果(guo)不(bu)明显。化(hua)学方法运行(xing)成(cheng)本高，消耗(hao)大(da)量的化(hua)学试剂，易(yi)产生二次污染。多数情况(kuang)下两者须结合(he)使用(yong)。

如何使城市污水处理工艺朝着低能耗、高效率、少污泥量、最方便的操作方向发展，以及实现磷回收和处理水回用等可持续发展，且所采用的技术必须以低能耗和少资源损耗为前提呢? 微生物技术满足了以上的要求。

2. 1 微生物介(jie)绍

微(wei)(wei)生(sheng)(sheng)物(wu)是(shi)(shi)一类形体(ti)(ti)微(wei)(wei)小的单(dan)细(xi)(xi)胞(bao)或个(ge)体(ti)(ti)结(jie)构比较(jiao)简单(dan)的多细(xi)(xi)胞(bao)，甚至没有细(xi)(xi)胞(bao)结(jie)构的低(di)等(deng)生(sheng)(sheng)物(wu)，是(shi)(shi)眼看(kan)不见(jian)，手摸不着，有生(sheng)(sheng)命的微(wei)(wei)小生(sheng)(sheng)物(wu)，只有借(jie)助于光学(xue)显(xian)微(wei)(wei)镜和电子显(xian)微(wei)(wei)镜才能看(kan)到(dao)。微(wei)(wei)生(sheng)(sheng)物(wu)包括细(xi)(xi)菌、病(bing)毒、真菌等(deng)。

2. 2 微生(sheng)物技术及(ji)应用

微生(sheng)物(wu)(wu)(wu)技术主要是利用微生(sheng)物(wu)(wu)(wu)的(de)(de)代谢(xie)反应(ying)过程和(he)生(sheng)物(wu)(wu)(wu)合(he)成(cheng)产物(wu)(wu)(wu)(包(bao)括酶) ;对(dui)污(wu)染(ran)环(huan)境进行监测(ce)、评(ping)价(jia)、整(zheng)治以及(ji)修复(fu)的(de)(de)单(dan)一(yi)或综合(he)性的(de)(de)现代化人工(gong)技术系统。它不仅包(bao)含了生(sheng)物(wu)(wu)(wu)技术所有(you)的(de)(de)特点，还融合(he)了环(huan)境污(wu)染(ran)防治以及(ji)其他工(gong)程技术，目前已逐步发(fa)展成(cheng)为(wei)一(yi)种经济效(xiao)益和(he)环(huan)境效(xiao)益俱佳的(de)(de)、能解决日益严重的(de)(de)(尤其是水污(wu)染(ran)) 环(huan)境问题的(de)(de)有(you)效(xiao)手段之一(yi)。

按照微生(sheng)物(wu)降解的过程和产物(wu)种类的不同，微生(sheng)物(wu)处理(li)(li)主要分为(wei)好氧(yang)(yang)处理(li)(li)、厌(yan)氧(yang)(yang)处理(li)(li)和兼氧(yang)(yang)处理(li)(li)。

(1) 好(hao)氧微生物处理，在氧气(qi)充足(zu)的条件下，微生物通过有氧呼(hu)吸作用将有机物分(fen)解。

好(hao)氧微生物处(chu)理工(gong)艺主要有: 

①氧化(hua)塘，以自然界的池塘、湖(hu)泊作(zuo)为(wei)参照(zhao)物，仿照(zhao)非流动水具有(you)自身净化(hua)功能的原理(li)(li)，人为(wei)构建一(yi)个静态污(wu)水池塘，污(wu)水中有(you)机物主要由塘中细(xi)菌(jun)降解，细(xi)菌(jun)所需氧(yang)气由藻类和其他光(guang)合(he)微生物的光(guang)合(he)作(zuo)用(yong)以及水面上方(fang)的空气提供。方(fang)法(fa)简单(dan)易行，但只适合(he)于轻(qing)度污(wu)染且量少的污(wu)水处理(li)(li)。

②活性污(wu)泥(ni)法，具有处理能力高，出水水质好的优点。该方法主要由曝气池、沉淀池、污泥(ni)回流和剩余污泥(ni)排放系(xi)统组成。废水和回流的活性污泥一起进入曝气池形成混合液。曝气池是一个生物反应器，通过曝气设备充入空气，空气中的氧溶入混合液，产生好氧代谢反应，且使混合液得到足够的搅拌而呈悬浮状态，这样，废水中的有机物、氧气同微生物能充分接触反应。随后混合液进入沉淀池，混合液中的悬浮固体在沉淀池中沉下来和水分离，流出沉淀池的就是净化水。活性(xing)污泥除(chu)了(le)有氧化和(he)分解有机(ji)物的能力外(wai)，还要有良好(hao)的凝聚(ju)和(he)沉降(jiang)性(xing)能，以使活性污泥能从混合液中分离出来，得到澄清的出水。

③生物(wu)膜(mo)法，即利用在固体(ti)载体(ti)表面(mian)附着生长(zhang)的微生物(wu)(wu)(wu)(wu)所(suo)形成(cheng)的生物(wu)(wu)(wu)(wu)膜去除废水中溶解性有机污(wu)染物(wu)(wu)(wu)(wu)的一类方法(fa)。生物(wu)(wu)(wu)(wu)膜法(fa)又(you)可分为滴(di)滤(lv)池(chi)法(fa)(或(huo)叫生物(wu)(wu)(wu)(wu)滤(lv)池(chi)) 、生物(wu)(wu)(wu)(wu)转盘法(fa)、接触氧化法(fa)和(he)流化床生物(wu)(wu)(wu)(wu)膜法(fa)等。

(2) 厌氧微生物处理，在厌氧条件下，厌氧菌通过无(wu)氧呼吸或(huo)发酵作用分(fen)解(jie)有机(ji)物(wu)，有机物最终被转化为甲烷、二氧化碳、水及少量硫化氢和氨。厌氧微生物处理工艺主要有如下几种: ①厌氧消化池，主要用于处理污泥和粪肥，不宜用于生活和工业废水的处理。②厌氧接触法，在厌氧消化池的基础上，提高处理效率。在厌氧滤器内有固定填料，其上附着生长的生物膜使处理效率得到进一步提高。目前在处理含有易降解可溶性化合物的工业废水方面得到了大规模的应用。

(3) 微生物兼氧处理当好(hao)氧和厌氧在同一处理工艺(yi)中共(gong)存时即为兼氧处理，有时好(hao)氧和厌氧的共(gong)存反而会使处理效(xiao)(xiao)果(guo)更好(hao)，其中好(hao)氧菌(jun)起主体作用，但没有厌氧菌(jun)及少量的兼氧性(xing)菌(jun)种也(ye)不(bu)可能达(da)到(dao)预期的处理效(xiao)(xiao)果(guo)。

2. 3 与传统技术(shu)对比(bi)存在的(de)优势

与(yu)目前采用的(de)物理法和(he)化学(xue)法相比，在污水处(chu)理方面，微生物技术具有一系(xi)列的(de)特(te)点和(he)优势: 

①具有很强的(de)吸附力(li)(li)和良好(hao)的(de)沉(chen)降(jiang)性，很强的(de)降(jiang)解能(neng)力(li)(li)，不需要高(gao)温、高(gao)压、温和的(de)条件，污染物经(jing)过酶催化即可高(gao)效并相对彻底完成，处(chu)理水量大，处(chu)理费用(yong)低廉，仅为物理、化学法的(de)30% ～ 50%。

②微生物物种丰富、资源广泛、具有多种代谢类型，几乎可降解或转化环境中存在的各种天然物质，易培养、繁殖快、对环境有较强的适应能力和易实现变异等特性，一旦新的化合物出现，它们也能逐步通过自发或诱导产生新的酶系，具备新的代谢功能，从而降解或转化那些新的化合物。适当地对其加以培养繁殖，特别是在一定条件下加以驯化，就能使之很好地适应各种有毒的工业废水、生活污水等环境。通(tong)过有(you)针对性地(di)对菌种进行筛选、培养(yang)和驯化，可以使大多数的有(you)机物实现生(sheng)物降解处理，应(ying)用面宽(kuan)。

③微生物处理不仅(jin)能去(qu)除有机(ji)物(wu)、病原体、有毒物(wu)质，还能去(qu)除臭(chou)味(wei)、提(ti)高(gao)透明度、降低(di)色(se)度等，处理效果良好(hao)。只要找到合适的微生物，给予合适的条件，所有的污染物质都可得到降解或转化。

④对环境影响小，不产生二次(ci)污(wu)染，遗留问题少。

⑤直接(jie)暴露在(zai)污(wu)染物下的机(ji)会减少。

⑥就地处理，操作(zuo)简便，可以避免铺设不雅观的机械设备，减少占地面积，基建费、运行费，能耗，管理等，且能满足高(gao)效低耗(hao)的要求。

人们利用(yong)(yong)这些(xie)微小(xiao)的生物群体，加(jia)之人为(wei)作(zuo)用(yong)(yong)就可以解决(jue)其(qi)他(ta)物理(li)化学方法无法解决(jue)的难(nan)题。为(wei)今后的污(wu)水(shui)处理(li)提供(gong)了一项(xiang)高效、节能、环(huan)保的绿(lv)色(se)途(tu)径。