1.城市污水現(xiàn)狀。
城市污水來(lái)源主要有三個(gè)方面：居民生活污水、工業(yè)污水和部分地表徑流。主要表現(xiàn)為污染復(fù)雜、微生物菌群少、缺乏自?xún)艋芰Φ忍攸c(diǎn)。因此，需要人工處理污水，使水資源回收，緩解我國(guó)嚴(yán)重的缺水和水污染。
城市生活污水中含有淀粉、纖維素、蛋白質(zhì)、礦物油、化學(xué)需氧量、生物需氧量等各種有機(jī)物質(zhì)。總氮和總磷的值也相對(duì)較高。城市工業(yè)污水的來(lái)源是工廠(chǎng)。企業(yè)生產(chǎn)產(chǎn)品過(guò)程中產(chǎn)生的污水，污水中污染物類(lèi)型差異較大，各種污染物濃度較高，水質(zhì)COD較高。城市地表徑流是雨雪落地形成的，含有各種污染物，包括洗滌空氣和建筑物，污染物濃度甚至高于生活污水。
2.城市污水生物處理技術(shù)的應(yīng)用進(jìn)展。
2.1好氧生物處理技術(shù)。
好氧生物處理法廣泛應(yīng)用于污水生物處理過(guò)程中，主要利用好氧微生物分解污水中有機(jī)污染物的特性，處理污水。一方面，污水中的有機(jī)物被好氧微生物吸收，提供微生物生長(zhǎng)繁殖所用的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)，另一方面，污水被凈化，污染物濃度降低。
2.1.1好氧活性污泥法。
在目前的好氧生物處理技術(shù)中，活性污泥法的應(yīng)用最為廣泛，主要由曝氣池、沉淀池、污泥回流和剩余污泥排放系統(tǒng)組成。在為微生物生長(zhǎng)提供適宜環(huán)境條件的情況下，污水和回流活性污泥根據(jù)工藝設(shè)計(jì)不同，按一定比例進(jìn)入曝氣池，充分發(fā)揮污染物處理能力。曝氣池是一種生物反應(yīng)器，其中生化反應(yīng)使微生物繁殖。為了保持活性污泥系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行，需要消除多余的微生物。因此，活性污泥需要具有一定的凝結(jié)性能和沉降性能，便于從混合物中沉淀和分離，從而獲得更清晰的出水口。
2.1.2好氧生物膜法。
好氧生物膜法是在活性污泥的基礎(chǔ)上，引入濾料、填料等微生物生長(zhǎng)附著載體進(jìn)行處理的一種方法。目前生物膜反應(yīng)器的類(lèi)型主要包括固定床、移動(dòng)床和復(fù)合生物膜反應(yīng)器。常見(jiàn)的處理過(guò)程包括生物轉(zhuǎn)盤(pán)、生物濾池、生物接觸氧化、生物流化床、機(jī)械攪拌床、活性污泥-生物膜反應(yīng)器、序批生物膜反應(yīng)器等。這些過(guò)程使用介質(zhì)過(guò)濾材料附著微生物，使污水與微生物接觸，利用微生物可降解有機(jī)物的特性，去除膜中的有機(jī)污染，凈化污水。
生物膜法的優(yōu)點(diǎn)是微生物種類(lèi)繁多，包括好氧菌、厭氧菌、真菌和藻類(lèi)，微生物附著在生物膜上，損失較小；生物膜法可以將不同種類(lèi)的微生物分開(kāi)附著在不同的生物膜上，使污水處理可以分段進(jìn)行。在不同的處理階段，微生物充分發(fā)揮其優(yōu)勢(shì)，處理不同的污染物，相互協(xié)調(diào)，使凈化效率更高，更容易控制；此外，生物膜可以附著在生長(zhǎng)緩慢的硝化細(xì)菌上，其內(nèi)部厭氧環(huán)境增強(qiáng)了其脫氮作用，增強(qiáng)了脫氮能力。因此，與活性污泥法相比，生物膜法在處理能力、系統(tǒng)維護(hù)和運(yùn)行方面具有很大的優(yōu)勢(shì)。
生物膜的主要缺點(diǎn)是：生物膜容易脫落，受季節(jié)影響較大。濾池散發(fā)出一定的氣味。
2.2厭氧生物處理技術(shù)。
厭氧生物處理法在厭氧條件下，微生物分解水中的有機(jī)物產(chǎn)生甲烷和二氧化碳，又稱(chēng)厭氧發(fā)酵。其主要特點(diǎn)是高負(fù)荷、高濃度、副產(chǎn)物甲烷的產(chǎn)生，不需要氧氣供應(yīng)設(shè)備，能耗低。處理過(guò)程主要包括：水解階段、酸化階段和甲烷化階段。三個(gè)階段同時(shí)保持動(dòng)態(tài)平衡。厭氧微生物處理受到溫度、pH值、營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)和負(fù)荷的影響。厭氧處理設(shè)備的運(yùn)行管理相對(duì)嚴(yán)格，因?yàn)楫a(chǎn)品中含有甲烷，容易引起爆炸。該技術(shù)的主要缺點(diǎn)是設(shè)備早期啟動(dòng)時(shí)間長(zhǎng)。有毒物質(zhì)對(duì)其影響很大，對(duì)操作條件的控制要求也很高。
2.3光合細(xì)菌處理技術(shù)。
光合細(xì)菌處理法是利用一大類(lèi)原核微生物在厭氧光照下進(jìn)行光合作用，利用有機(jī)酸、氨基酸、氨等污水的分解產(chǎn)物開(kāi)始繁殖，從而減少和分解高負(fù)荷的有機(jī)污水和普通生活污水。光合細(xì)菌處理法是模擬自然界微生物生態(tài)凈化污水的過(guò)程。目前常見(jiàn)的光合細(xì)菌處理方法主要包括缺氧好氧生物處理(A/O工藝)、厭氧缺氧好氧生物處理(A-A/O工藝)和好氧缺氧生物處理(O/A工藝)。
光合細(xì)菌不受氧氣的限制，其處理效果不受高濃度、高鹽、高負(fù)荷、低溫等惡劣環(huán)境的影響，可快速降解有機(jī)物。與活性污泥法相比，可節(jié)省基礎(chǔ)設(shè)施投資，大大降低處理成本。
2.4復(fù)合菌群處理技術(shù)。
復(fù)合菌群技術(shù)是一種基于光合細(xì)菌的新型菌群處理技術(shù)，以光合細(xì)菌為中心，與固氮菌共存繁殖，采用適當(dāng)?shù)谋壤酮?dú)特的發(fā)酵工藝，篩選好氧和厭氧微生物混合，培養(yǎng)各種微生物菌落，主要包括光合細(xì)菌、酵母、乳酸菌和放線(xiàn)菌。通過(guò)共生增殖和協(xié)同作用代謝抗氧化劑，產(chǎn)生穩(wěn)定的生態(tài)系統(tǒng)，使水具有凈化水質(zhì)功能的微生物恢復(fù)活性，通過(guò)綜合效應(yīng)凈化水。
復(fù)合菌群處理技術(shù)具有處理能力強(qiáng)、水質(zhì)穩(wěn)定、污泥量減少、曝氣時(shí)間長(zhǎng)等優(yōu)點(diǎn)。
3.生物處理技術(shù)存在問(wèn)題和發(fā)展趨勢(shì)。
目前，生物處理技術(shù)廣泛應(yīng)用于城市污水處理中，但接觸反應(yīng)效率低、運(yùn)行困難、運(yùn)行不穩(wěn)定等問(wèn)題普遍存在，導(dǎo)致污水凈化效果差。如果我們想達(dá)到更好的處理效果，我們將增加設(shè)備和投資。因此，城市污水處理中生物處理技術(shù)的研究方向應(yīng)加強(qiáng)生物群對(duì)有機(jī)底物的降解反應(yīng)功能，提高生物反應(yīng)設(shè)備的處理效率，主要提高反應(yīng)設(shè)備中有效生物量和有機(jī)物與微生物之間的更穩(wěn)定作用。
