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摘 要 本文介绍了我国城市水污染的状况，阐述了城市水污染的概念及其组成，讨论了微生物净化污水的原理及其主要方法，对微生物污水处理技术的发展进行了展望，认为微生物对城市污水处理中具有巨大的潜力。
关键词 水污染；微生物；城市污水处理
中图分类号 X5 文献标识码 A 文章编号 1673-9671-(2011)112-0177-01
随着我国经济的高速发展，城镇化和工业化进程的加快以及人口的持续增加，城市污水排放量与日俱增。据统计，2010年全国污水废水排放量超过750亿吨，其中城市生活污水的比例高达70％以上。由于没有配备相应的污水处理设施和污水处理技术，进一步加剧了我国城市水环境的污染。城市水环境污染所造成的危机已经严重制约了我国国民经济的发展和人民生活水平的提高。因此，研究城市污水处理的方法显得尤为重要。在目前所发展的城市污水处理技术中，利用微生物进行生物处理已成为世界各国处理城市污水和工业废水控制水污染的主要手段。
1 我国城市水污染现况
我国是一个水资源短缺的国家，随着国民经济的迅猛发展，城市规模不断扩大，生产、生活用水需求量不断增加，水资源缺口日益扩大。然而，城市工业及居民生活污水总量也逐渐递增。大量未经处理的污水直接排入城市自然水系，致使我国城市水环境遭到严重的污染和破坏。处理城市水污染和缓解水资源短缺问题颇迫在眉睫。
2 微生物在城市污水处理中的应用
城市污水处理的方法有物理方法、化学方法和生物方法。物理法和化学法的处理效率低，费用高，管理复杂，甚至可能造成二次污染。生物法通常是利用具有各种生理生化性能的微生物类群间的相互配合而进行的一种物质循环过程，从而使污水得到再生的过程。生物法处理污水具有效率高，费用低，能耗低，出水质好，管理简单等优点。利用微生物进行城市污水处理使水资源再生，无论是现在还是将来都是污水处理的主要途径之一。
2.1 城市污水微生物处理的应用原理
微生物具有体积小，表面积大，繁殖能力强等特点，能不断的与周围的环境快速的进行物质交换。污水具备微生物生长繁殖的条件，因而能使微生物从中获得营养物质，同时降解和利用有害的物质，从而使污水得到净化。
2.2 城市污水微生物处理的方法
依据处理过程中的微生物对氧环境的需求可分为好氧法和厌氧法。
2.2.1 好氧处理方法
目前应用最广泛的城市污水处理好氧法有：活性污泥法、生物膜法、氧化塘法等。
1）活性污泥法活性污泥法新工艺主要有：氧化沟工艺、A-O工艺、SBR工艺、A2/O工艺等一系列先进的处理工艺。有着较好的发展前景，目前比较流行的是氧化沟工艺和和A-O工艺。①氧化沟工艺又称循环混合式活性污泥法。一般采用延时曝气，同时具有去除BOD5和脱氮的功能，它采用机械曝气，一般不设初沉池和污泥消化池。氧化沟具有工艺流程短、处理效率高、出水水质稳定，运行管理简单等优点。但占地面积过大。在流态上，氧化沟介于完全混合与推流之间。氧化沟独特的水流状态，有利于活性污泥的生物凝聚作用，而且可以将其区分为富氧区、缺氧区，用以进行硝化和反硝化，取得脱氮的效应。常用的氧化沟系统由卡罗塞氧化沟、交替工作氧化沟及二沉池交替工作氧化沟；②A/O
法系缺氧—好氧生物脱氮工艺的简称。开创于20世纪80年代初，因其将缺氧反硝化反应池置于该工艺之首。故该工艺又称为前置硝化生物脱氮工艺。其基本原理是在传统的二级处理中将有机氮转化为氨氮的基础上，通过硝化和反硝化菌的作用，将氨氮转化为亚硝态氮、硝态氮，再经过反硝化作用将硝态氮转化为氮气，从而达到从废水中脱氮的目的。传统活性污泥法中，污水中氮磷的去除量仅为微生物细胞合成而从污水中摄取的数量，其去除率低。而A/O工艺的脱氮率可达70%～80%。
在A/O工艺系统中，微生物利用其对磷的过量摄取能力将高含磷污泥以剩余污泥的方式排出处理系统，从而降低处理出水中磷的含量。A-O工艺与传统生物脱氮工艺相比具有流程简短，工程造价低的优点。
2）生物膜法。生物膜法是利用生物濾池处理污水，最初是从酒滴池开始的，并不断得到改进，出现了塔式滤池，生物转盘，浸没法滤池等多种形式，其处理原理基本相同；酒滴池是主要由碎石铺成的滤床。处理污水时，水从顶上洒下，各种微生物随污水通过滤床时吸附与石块上，不断生长繁殖成一层微生物膜。这一层膜对不断通过的污水中的有机物由很强的吸附，吸收和降解能力。
3）氧化塘法。这个方法是利用自然水生生态系统处理污水，将一块较大的，阳光充足的场地开辟为一个大而浅的池塘，便于风浪对水层的搅动，有利通气。氧化塘中同时可以进行好氧和厌氧性分解作用和光合作用，三种作用互相影响。
2.2.2 厌氧处理方法
厌氧处理是现在研究的比较热门的方法，现在比较流行的厌氧处理器有UASB、EGSB和IC。
1）膨胀颗粒污泥床（EGSB）。EGSB是在UASB反应器的基础上，于20世纪80年代后期由荷兰农业大学环境系开始研究的新型高效厌氧反应器。EGSB增加了出水再循环部分，使得反应器内的液体上升流速远远高于UASB反应器，使污水与微生物之间的接触得到加强。正是由于这种独特的优势，使其可适应多种有机物水处理。如：可用于处理含有有毒物质的污水；适用于各种浓度的工业污水和城市污水处理；还适用于生活污水、垃圾填埋场的渗滤液和农业废物废水的处理。
2）内循环厌氧反应器（IC）。IC是20世纪90年代由荷兰Paques公司在UASB基础上开发的超高效厌氧反应器，它具有容积负荷高、处理容量大、抗冲击负荷能力强、污泥产量少、运行稳定、投资少等优点的新型厌氧生物处理污水反应器。其特征是在反应中装有两级三相分离器，反应器下半部分可在极高的负荷条件下运行。目前，IC反应器已成功应用于啤酒生产、食品加工等行业的生产污水处理中。
3 城市污水微生物处理技术展望
利用微生物技术处理城市污水，以其成本低、效率高、且对环境污染小等优点越来越受到重视，也开始在更多的区域得到采用，其对我国城市污水处理取得了突出成效。随着我国社会的发展的需求和对污水处理技术研究的深入，各种城市污水微生物处理新技术层出不穷。随着研究的深入微生物污水处理技术必会起到更大的作用，是污水处理中最有效的方法，其美好的应用前景值得向往。相信在不久的未来，我国的微生物污水处理技术会更加成熟，应用更广泛。
参考文献
[1]全学军,林治华,周跃钢.微生物在废水处理中的应用进展[J].重庆工学院学报,2003,1(17):8-11.
[2]谭慧杰.微生物在城市污水处理系统中的应用前景[J].科技情报开发与经济,2007,17(18):286-287.
[3]邓洪权,杨平,潘永亮.废水生物处理技术研究进展[J].重庆环境科学,2000,22(6):47-49.
作者简介
刘广明（1967—），男，河北张家口人，学历：本科，职称：高级工
程师。
关键词 水污染；微生物；城市污水处理
中图分类号 X5 文献标识码 A 文章编号 1673-9671-(2011)112-0177-01
随着我国经济的高速发展，城镇化和工业化进程的加快以及人口的持续增加，城市污水排放量与日俱增。据统计，2010年全国污水废水排放量超过750亿吨，其中城市生活污水的比例高达70％以上。由于没有配备相应的污水处理设施和污水处理技术，进一步加剧了我国城市水环境的污染。城市水环境污染所造成的危机已经严重制约了我国国民经济的发展和人民生活水平的提高。因此，研究城市污水处理的方法显得尤为重要。在目前所发展的城市污水处理技术中，利用微生物进行生物处理已成为世界各国处理城市污水和工业废水控制水污染的主要手段。
1 我国城市水污染现况
我国是一个水资源短缺的国家，随着国民经济的迅猛发展，城市规模不断扩大，生产、生活用水需求量不断增加，水资源缺口日益扩大。然而，城市工业及居民生活污水总量也逐渐递增。大量未经处理的污水直接排入城市自然水系，致使我国城市水环境遭到严重的污染和破坏。处理城市水污染和缓解水资源短缺问题颇迫在眉睫。
2 微生物在城市污水处理中的应用
城市污水处理的方法有物理方法、化学方法和生物方法。物理法和化学法的处理效率低，费用高，管理复杂，甚至可能造成二次污染。生物法通常是利用具有各种生理生化性能的微生物类群间的相互配合而进行的一种物质循环过程，从而使污水得到再生的过程。生物法处理污水具有效率高，费用低，能耗低，出水质好，管理简单等优点。利用微生物进行城市污水处理使水资源再生，无论是现在还是将来都是污水处理的主要途径之一。
2.1 城市污水微生物处理的应用原理
微生物具有体积小，表面积大，繁殖能力强等特点，能不断的与周围的环境快速的进行物质交换。污水具备微生物生长繁殖的条件，因而能使微生物从中获得营养物质，同时降解和利用有害的物质，从而使污水得到净化。
2.2 城市污水微生物处理的方法
依据处理过程中的微生物对氧环境的需求可分为好氧法和厌氧法。
2.2.1 好氧处理方法
目前应用最广泛的城市污水处理好氧法有：活性污泥法、生物膜法、氧化塘法等。
1）活性污泥法活性污泥法新工艺主要有：氧化沟工艺、A-O工艺、SBR工艺、A2/O工艺等一系列先进的处理工艺。有着较好的发展前景，目前比较流行的是氧化沟工艺和和A-O工艺。①氧化沟工艺又称循环混合式活性污泥法。一般采用延时曝气，同时具有去除BOD5和脱氮的功能，它采用机械曝气，一般不设初沉池和污泥消化池。氧化沟具有工艺流程短、处理效率高、出水水质稳定，运行管理简单等优点。但占地面积过大。在流态上，氧化沟介于完全混合与推流之间。氧化沟独特的水流状态，有利于活性污泥的生物凝聚作用，而且可以将其区分为富氧区、缺氧区，用以进行硝化和反硝化，取得脱氮的效应。常用的氧化沟系统由卡罗塞氧化沟、交替工作氧化沟及二沉池交替工作氧化沟；②A/O
法系缺氧—好氧生物脱氮工艺的简称。开创于20世纪80年代初，因其将缺氧反硝化反应池置于该工艺之首。故该工艺又称为前置硝化生物脱氮工艺。其基本原理是在传统的二级处理中将有机氮转化为氨氮的基础上，通过硝化和反硝化菌的作用，将氨氮转化为亚硝态氮、硝态氮，再经过反硝化作用将硝态氮转化为氮气，从而达到从废水中脱氮的目的。传统活性污泥法中，污水中氮磷的去除量仅为微生物细胞合成而从污水中摄取的数量，其去除率低。而A/O工艺的脱氮率可达70%～80%。
在A/O工艺系统中，微生物利用其对磷的过量摄取能力将高含磷污泥以剩余污泥的方式排出处理系统，从而降低处理出水中磷的含量。A-O工艺与传统生物脱氮工艺相比具有流程简短，工程造价低的优点。
2）生物膜法。生物膜法是利用生物濾池处理污水，最初是从酒滴池开始的，并不断得到改进，出现了塔式滤池，生物转盘，浸没法滤池等多种形式，其处理原理基本相同；酒滴池是主要由碎石铺成的滤床。处理污水时，水从顶上洒下，各种微生物随污水通过滤床时吸附与石块上，不断生长繁殖成一层微生物膜。这一层膜对不断通过的污水中的有机物由很强的吸附，吸收和降解能力。
3）氧化塘法。这个方法是利用自然水生生态系统处理污水，将一块较大的，阳光充足的场地开辟为一个大而浅的池塘，便于风浪对水层的搅动，有利通气。氧化塘中同时可以进行好氧和厌氧性分解作用和光合作用，三种作用互相影响。
2.2.2 厌氧处理方法
厌氧处理是现在研究的比较热门的方法，现在比较流行的厌氧处理器有UASB、EGSB和IC。
1）膨胀颗粒污泥床（EGSB）。EGSB是在UASB反应器的基础上，于20世纪80年代后期由荷兰农业大学环境系开始研究的新型高效厌氧反应器。EGSB增加了出水再循环部分，使得反应器内的液体上升流速远远高于UASB反应器，使污水与微生物之间的接触得到加强。正是由于这种独特的优势，使其可适应多种有机物水处理。如：可用于处理含有有毒物质的污水；适用于各种浓度的工业污水和城市污水处理；还适用于生活污水、垃圾填埋场的渗滤液和农业废物废水的处理。
2）内循环厌氧反应器（IC）。IC是20世纪90年代由荷兰Paques公司在UASB基础上开发的超高效厌氧反应器，它具有容积负荷高、处理容量大、抗冲击负荷能力强、污泥产量少、运行稳定、投资少等优点的新型厌氧生物处理污水反应器。其特征是在反应中装有两级三相分离器，反应器下半部分可在极高的负荷条件下运行。目前，IC反应器已成功应用于啤酒生产、食品加工等行业的生产污水处理中。
3 城市污水微生物处理技术展望
利用微生物技术处理城市污水，以其成本低、效率高、且对环境污染小等优点越来越受到重视，也开始在更多的区域得到采用，其对我国城市污水处理取得了突出成效。随着我国社会的发展的需求和对污水处理技术研究的深入，各种城市污水微生物处理新技术层出不穷。随着研究的深入微生物污水处理技术必会起到更大的作用，是污水处理中最有效的方法，其美好的应用前景值得向往。相信在不久的未来，我国的微生物污水处理技术会更加成熟，应用更广泛。
参考文献
[1]全学军,林治华,周跃钢.微生物在废水处理中的应用进展[J].重庆工学院学报,2003,1(17):8-11.
[2]谭慧杰.微生物在城市污水处理系统中的应用前景[J].科技情报开发与经济,2007,17(18):286-287.
[3]邓洪权,杨平,潘永亮.废水生物处理技术研究进展[J].重庆环境科学,2000,22(6):47-49.
作者简介
刘广明（1967—），男，河北张家口人，学历：本科，职称：高级工
程师。