水是不可再生资源，也是社会可持续发展的重要资源。随着城镇化进程和工业化发展，越来越多难以去除的污染物进入自然环境，造成环境破坏，最终影响人类健康。
长期实践证明，传统污水处理方法难以满足现有污染物的去除需求。因此，研发新型高效的污水处理技术是当前的主要任务。
微生物由于其具有污染物控制效果好、优势菌富集率高、微生物活性高、抗环境干扰能力强、经济成本低、可重复使用等优点，固定化技术引起了国内外众多学者的关注。随着技术的发展，能够“吞噬污染物”的微生物已被广泛应用于污水处理领域。
污水处理，微生物“黑技术”备受期待。
黑臭水体、工业污水和生活污水自由流动……但只要将不同的微生物放入水体中，死水就能迅速“复活”，重新形成平衡的生态系统。
从那时起，分解者、生产者和消费者开始共同作用；污水中的污染物也成为“其他生物”的食物，形成食物链，构成纵横交错的食物链网络生态系统。
在这个系统中，水中的有机污染物不仅降解和纯化细菌和真菌分解水体，但其最终降解产物以太阳能为初始能量，参与食物网的代谢过程，最终转化为水生作物、鱼类、虾类、贻贝、鹅、鸭等生物，通过循环维持水体的综合生态平衡，污水也得以净化……这不是美好的愿景，而是真实的景象。
水污染通常是指人为因素造成的水质恶化，降低水的使用价值，主要污染物有固体废物和好氧有机物、难降解有机物、重金属、植物营养物质、酸、碱、石油物质和其他化学物质。
目前，传统污水处理技术主要包括重力沉淀、混凝澄清、浮选、离心分离、磁选等物理方法分离不溶性污染物，以及酸碱中和、化学沉淀、氧化还原、化学和物理消毒等污染物化学转化技术。此外，吸附、离子交换、膜分离、蒸发、冷冻等物理化学分离技术也对溶解性污染物有相应的应用。
然而，在这些传统方法中，物理方法通常占地面积大、建设成本高、运行成本高、能耗大、管理复杂，且易发生污泥膨胀。设备无法满足高效低耗的要求，且单次使用效果不明显；化学方法运行成本高、消耗大量化学试剂，且易造成二次污染。在大多数情况下，物理方法与化学方法联合使用存在明显的弊端。
如何使城乡污水处理工艺朝着低能耗、高效率、少残污泥、操作管理最便捷、磷回收和处理水回用等可持续发展方向发展，所采用的技术必须是低能耗、少资源损耗的，微生物技术满足上述要求。
用于微生物固定化的主要细菌（https://www.cleanwat.com/bacteria-agent/）种类也会因受污染水中不同底物的不同而有所差异。宜兴清水化工有限公司已开发出多种靶向菌株，主要包括好氧菌、厌氧菌、耐盐菌、除磷菌、硝化菌、反硝化菌、除臭菌、氨降解菌、COD降解菌、BAF®水净化菌、多功能农药降解菌、除油菌、化学污水降解菌、裂解菌、耐低温菌、速效菌和污泥降解菌等。这些细菌广泛应用于各种废水生化系统、水产养殖工程等领域。
在工业废水、生活污水和化石燃料燃烧产生的污水中，重金属是最引人注目的“罪魁祸首”。重金属一旦进入人体，就会对人体造成严重危害。近年来，利用微生物固定化技术去除水中的重金属离子也成为研究热点。生物膜法是工业界广泛应用的一种利用附着在固体载体表面的微生物形成的生物膜去除废水中溶解性有机污染物的方法。除了水污染治理外，微生物在重金属、固体废物和空气污染治理方面也取得了显著成效。
2021年底，我国工业和信息化部发布的《“十四五”工业绿色发展规划》提出，要加强高耗水行业非常规水资源（如废水、海水、再生水等）的有效利用；重点推进工业废水的深度处理和再利用，以及高效提取分离、高效膜分离等工艺设备技术的应用。
微生物固定化技术因其处理效率高、应用范围广、无二次污染等优点，已被广泛应用于污水处理领域，并取得了良好的处理效果。废水和有机废水等都为其提供了广阔的应用舞台。
2021年，我国出台了多项与污水处理相关的政策，旨在促进污水资源的利用，提高污水年处理量，加大对工业污水处理的投入。目前，随着科技成果的转化应用和国内多家生物环境管理企业的崛起，微生物污水处理广泛应用于建筑、农业、交通运输、能源、石油化工、环境保护、城市景观、医疗餐饮等领域。
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摘自《科技日报》
发布时间：2022年6月23日