在社會經濟發展過程中，工業生產排出大量的工業污水，農業生產排出大量的農業污水，人們生活也會產出大量的生活污水，而在城市中工業污水、生活污水是兩大污水來源，也是城市污水處理廠必須面對的處理難題。工業污水和生活污水中存在大量的氮、磷、重金屬、COD、BOD等污染物，這些污染物排放在水體中會導致水體水質大幅度惡化，水體中的生態結構受到破壞，進而影響到人體生命健康安全。
1、微生物應用現狀
1.1 微生物菌劑中微生物菌種多樣化不足
目前市場上的微生物菌劑中能夠包含的微生物菌種只有1～2種，這樣的微生物菌劑針對污染物種類、特征相對單一的污水處理較高，面對污染物難降解、特征復雜化的污水處理能力較低，并不能夠完全負擔起當前城市生活污水、工業生產廢水的綜合降解，發展空間還有很大。若能夠實現對菌劑中微生物菌種的多樣化，微生物在污水處理中的應用水平也能夠得到很大的提高。
1.2 微生物對污水的處理受到溫度制約
微生物相較于化學試劑*大的特點在于“活性”，這也使得微生物的繁殖、代謝受到溫度的制約較大，不同種類微生物對于溫度有著不同的要求，在不適宜的溫度中輕則活性降低、處理效果降低，重則微生物大面積死亡、污水處理效果無法達到排放標準。而對于溫度的控制則加大了污水處理廠的生產成本和技術難度，這也是微生物在污水處理中應用水平較低的重要限制因素。
2、微生物在污水處理中的應用方法
2.1 活性污泥法
活性污泥法在污水處理中的應用
主要依靠曝氣池、沉淀池來實現，曝氣池通過曝氣來實現污水與活性污泥的充分融合，為活性污泥中的微生物提供了吸附、分解、利用污水中污染物的機會，而無法被微生物所利用的部分則跟隨污泥進入沉淀池沉淀，沉淀池中輻流而出的清水中基本已經完成污染物的去除，達到國家標準可以進行排放。活性污泥法中會牽扯到污水處理廠生產成本的除了微生物菌劑的消耗外，還有曝氣池中曝氣所消耗的電能成本，因此曝氣池中曝氣模式可以分為完全混合曝氣、延時曝氣等多種模式，意在控制曝氣過程中消耗的成本，達到*優的污水處理效果。
2.2 生物膜法
生物膜法是通過人工培育的方式使好氧微生物聚集成為厚度基本一致的生物膜，
利用生物膜上微生物的生長、代謝、繁育過程中對于營養物質的需求，來實現對污水中污染物的降解和消除。好氧微生物構成生物膜主要依靠菌膠團，藻類、固著型纖毛蟲、游離型纖毛蟲等也是生物膜的重要組成，能夠在一定程度上提升生物膜處理污染物的效率。生物膜法在當前污水處理中應用十分廣泛，原因在于對于能源消耗的依賴降低，對空間的依賴降低，且
生物膜法對于污水中BOD5的降解程度能夠達到75%～90%，與活性污泥法不相上下，
性價比更高;相較于活性污泥法產生的大量污泥產物，生物膜法形成的污泥量相對較少，后續處理投入相對降低。
2.3 厭氧微生物法
厭氧微生物法主要應用于污泥處理領域中，在污泥厭氧條件下，厭氧微生物能夠進一步消耗污泥中包含的有機物，有效縮減污泥體積;厭氧微生物產生的甲烷等氣體也可以作為能源燃料進行再利用;經過厭氧環境下微生物的處理，污泥中的致病菌數量大幅度降低，污泥排放更加安全。除在污泥處理領域中，部分高濃度有機廢水的處理中也會應用厭氧微生物與好氧微生物進行配合，提高處理效果和質量。
微生物在污水處理中的應用方式有很多種，相較于傳統化學方式處理污水的效率有所降低，但處理質量并不遜于化學方式，且經過微生物處理的污水處理結果不容易出現二次污染物，更適合投入城市中水回用系統，更符合現代生態環境保護理念的要求。運用微生物處理污水需要根據污水中污染物種類、含量進行微生物種類篩選，對癥下藥，需要技術人員具有一定的水平。
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