微生物处理污水是在污水里投放大量有效微生物菌种，促使水体本身快速形成一个平衡的生态系统，其中不仅有分解者生物、生产者生物、还有消费者生物，三者分工协作，对污水中的污染物进行更有效的处理与利用，并由此可形成许多条食物链，构成纵横交错的食物网生态系统。如果在各营养级之间保持适宜的数量比和能量比，就可建立良好稳定的生态平衡系统。当一定量的污水进入这种生态体系中，其中的有机污染物不仅被细菌和真菌降解净化，而其降解的最终产物，一些无机化合物作为碳源、氮源和磷源，以太阳能为初始能源，参与食物网中的新陈代谢过程，并从低营养级到高营养级逐级迁移转化，最后转变成水生作物、鱼、虾、蚌、鹅、鸭等高级的生命体产物,而且通过人们的不断的取走和加入的措施来保持水体的综合生态平衡，增加水景的美观自然，达到防治水体的富营养化的目的。
一、微生物处理污水主要去除污水中呈胶体和溶解状态的有机污染物质(BOD，COD物质)，去除率可达90%以上，使有机污染物达到排放标准。
（1）BOD（biochemical oxygen demand） 即“生化需氧量”或“生物需氧量”，是水中有机物含量的一个间接指标。一般指在1L污水或待测水样中所含有的一部分易氧化的有机物，当微生物对其氧化、分解时，所消耗的水中的溶解氧毫克数（其单位为mg/L）。BOD的测定条件一般规定在20℃下5昼夜，故常用BOD5符号表示。
（2）COD（chemical oxygen demand） 即化学需氧量，是表示水体中有机物含量的简便的间接指标，指1L污水中所含有的有机物在用强氧化剂将它氧化后，所消耗氧的毫克数（单位为mg/L）。常用的化学氧化剂有K2Cr2O7或KMnO4。其中常用K2Cr2O7，由此测得的COD用“COD Cr”表示。
二、微生物处理污水根据其处理过程中氧的状况，可分为好氧处理系统与厌氧处理系统。
1、好氧处理系统
微生物在有氧条件下，吸附环境中的有机物，并将其氧化分解成无机物，使污水得到净化，同时合成细胞物质。微生物在污水净化过程，以活性污泥和生物膜的主要成分等形式存在。
2、生物膜法
该法是以生物膜为净化主体的生物处理法。生物膜是附着在载体表面，以菌胶团为主体所形成的粘膜状物。生物膜的功能和活性污泥法中的活性污泥相同，其微生物的组成也类似。净化污水的主要原理是附着在载体表面的生物膜对污水中有机物的吸附与氧化分解作用。生物膜法根据介质与水接触方式不同，有生物转盘法、塔式生物滤池法等。
3.、厌氧处理系统
在缺氧条件下，利用厌氧菌(包括兼性厌氧菌)分解污水中有机污染物的方法，又称厌氧消化或厌氧发酵法。因为发酵产物产生甲烷，又称甲烷发酵。此法既能消除环境污染，又能开发生物能源，所以倍受人们重视。污水厌氧发酵是一个极为复杂的生态系统，它涉及多种交替作用的菌群，各要求不同的基质和条件，形成复杂的生态体系。甲烷发酵包括3个阶段：液化阶段、产氢产乙酸阶段和产甲烷阶段。
污水处理按处理程度划分，可分为一级、二级和三级处理。
一级处理：主要去除污水中呈悬浮状态的固体污染物质，物理处理法大部分只能完成一级处理的要求。经过一级处理的污水，BOD一般可去除30%左右，达不到排放标准。一级处理属于二级处理的预处理。
一级处理过程为：通过粗格删的原污水经过污水提升泵提升后——经过格删或者筛率器——之后进入沉砂池——经过砂水分离的污水进入初次沉淀池，以上为一级处理(即物理处理)。沉砂池的功能是去除比重较大的无机颗粒。常用的沉砂池有平流沉砂池、曝气沉砂池、多尔沉砂池和钟式沉砂池。
二级处理：主要去除污水中呈胶体和溶解状态的有机污染物质(BOD，COD物质)，去除率可达90%以上，使有机污染物达到排放标准。
二级处理过程为：从初沉池流出的水进入生物处理设备，有活性污泥法和生物膜法，(其中活性污泥法的反应器有曝气池，氧化沟等，生物膜法包括生物滤池、生物转盘、生物接触氧化法和生物流化床)，从生物处理设备流出的水进入二次沉淀池，二次沉淀池的出水经过消毒排放或者进入三级处理。
三级处理：主要处理难降解的有机物、氮和磷等能够导致水体富营养化的可溶性无机物等。采用方法有生物脱氮除磷法、混凝沉淀法、砂率法、活性炭吸附法、离子交换法和电渗分析法等。
三级处理过程为：二次沉淀池的污泥一部分回流至初次沉淀池或者生物处理设备，一部分进入污泥浓缩池，之后进入污泥消化池，经过脱水和干燥设备后，污泥被最后利用。
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