城市污水处理过程中的新型生物处理技术研究与应用

摘要：城市污水排放量的持续增长对水环境治理与生态保护提出了更高要求，传统污水处理技术存在处理效率有限、能耗偏高、污泥产量大等短板，难以适配现代化污水治理的发展需求。新型生物处理技术依托微生物代谢特性优化升级，凭借绿色高效、低碳节能、适配性强等优势，成为当前城市污水处理领域的主流发展方向。本文系统梳理城市污水处理各类新型生物处理技术的核心原理与技术特点，分析该类技术在污水处理中的应用优势，探究技术实际应用中的关键要点与优化策略，总结技术应用现状与发展趋势，为城市污水高效处理、水环境改善及污水治理行业升级提供理论支撑。

关键词：城市污水处理；新型生物处理技术；微生物；水环境治理；工艺优化

引言

城市化进程的持续推进使得城市污水成分愈发复杂，污水中有机污染物、氮磷污染物的富集极易引发水体富营养化等生态问题，严重影响城市水环境质量与生态平衡。传统生物处理工艺技术成熟但存在诸多局限性，无法满足当下高标准的污水排放标准与生态治理要求。新型生物处理技术基于微生物驯化、菌群优化、工艺革新等理念迭代升级，弥补了传统工艺的缺陷，兼具环境效益与经济效益。深入研究新型生物处理技术的原理、应用方式与优化路径，对提升城市污水处理水平、实现污水资源化利用、推动水环境生态可持续发展具有重要现实意义。

一、城市污水处理新型生物处理技术主要类型与原理

（一）高效脱氮除磷生物处理技术

高效脱氮除磷生物处理技术是针对城市污水氮磷超标问题研发的新型工艺，核心依托特异性功能微生物的代谢作用，实现污水中氮、磷污染物的同步去除。该技术打破传统工艺脱氮除磷相互制约的技术瓶颈，通过构建交替的厌氧、缺氧、好氧环境，适配不同功能菌群的生存代谢需求，让硝化细菌、反硝化细菌、聚磷菌等菌群协同发挥作用。菌群可通过吸附、分解、转化等方式降解污水中的含氮有机物，完成氮元素的转化去除，同时通过聚磷菌的吸磷释磷特性，高效去除水体中的磷元素，有效解决水体富营养化治理难题。

（二）生物膜处理新技术

生物膜处理新技术是在传统生物膜工艺基础上优化升级的新型污水处理技术，核心原理是依托载体表面附着生长的高密度微生物膜，实现污水污染物的高效降解。该技术选用新型轻质、高孔隙率、高附着力的生物载体，为微生物附着生长提供稳定环境，大幅提升载体表面的微生物富集量与菌群多样性。污水流经生物膜表面时，各类微生物可充分接触水体中的有机污染物，通过自身代谢将污染物分解为无害物质，同时生物膜可自行完成老化脱落与菌群更新，保障处理系统持续稳定运行，具备较强的抗冲击负荷能力。

（三）复合式生物处理技术

复合式生物处理技术融合了活性污泥法与生物膜法的双重技术优势，是适配复杂城市污水处理的新型集成工艺。该技术在同一处理体系内构建悬浮活性污泥与附着生物膜双重净化体系，两种净化单元相互配合、互为补充。悬浮污泥中的微生物可快速降解水体中游离态有机污染物，生物膜菌群则擅长处理难降解污染物与深度脱氮除磷，有效弥补单一工艺的处理短板。复合体系能够优化菌群结构，提升系统整体处理效能，同时简化处理流程，缩减处理设施占地面积，适配不同水质的城市污水处理场景。

二、新型生物处理技术在城市污水处理中的应用优势

（一）处理效能高且出水水质稳定

相较于传统污水处理工艺，新型生物处理技术通过优化菌群结构、改良反应环境、集成多元工艺，大幅提升了污水污染物的降解效率。该类技术可有效处理城市污水中常规污染物与部分难降解微量污染物，对氮磷污染物的去除效果尤为突出。同时技术体系具备良好的抗冲击性能，可适配城市污水水量、水质的动态波动变化，避免水质波动对处理效果造成大幅影响，能够长期维持稳定的出水水质，满足严苛的城镇污水排放标准，适配现代化城市污水治理的高标准要求。

（二）低碳节能且运行成本更低

新型生物处理技术优化了污水处理的反应流程与能耗结构，摒弃了传统工艺能耗过高、药剂消耗量大的弊端。技术依托微生物自然代谢作用完成污染物降解，无需大量化学药剂辅助处理，有效降低药剂采购与投加成本。同时工艺优化后缩短了污水处理反应周期，降低了曝气、搅拌等设备的运行能耗，且系统污泥产量大幅减少，缩减了污泥处置的后续成本。整体运行模式更加低碳环保，契合当前污水处理行业节能降耗、绿色发展的核心理念，经济适用性更强。

（三）适配性强且升级改造便捷

新型生物处理技术的工艺架构灵活可调，可适配大中小不同规模的城市污水处理工程，既能用于新建污水处理厂的工艺搭建，也可用于传统老旧污水处理设施的升级改造。针对不同区域、不同水质特征的城市污水，可通过调整菌群配比、优化反应工况、更换生物载体等方式适配处理需求，解决传统工艺适配场景单一的问题。同时该类技术模块化程度高，改造施工难度小，无需大规模拆除原有设施，可有效节约改造投资，适合城市污水处理系统的迭代升级。

三、新型生物处理技术的应用实施路径与优化策略

（一）因地制宜选用适配工艺方案

城市污水水质受城市产业结构、生活习惯、季节变化等多种因素影响，存在明显的区域差异性。在技术应用过程中，需结合当地污水水质特征、处理规模、排放标准及场地条件，科学筛选适配的新型生物处理工艺。针对常规生活污水可选用高效脱氮除磷工艺，针对成分复杂的综合污水可采用复合式生物处理技术，针对小型分散式污水治理场景可选用新型生物膜技术，通过精准选型保障污水处理系统的运行效果与实用性。

（二）优化微生物菌群培育与调控

微生物菌群的活性与结构是决定新型生物处理技术处理效果的核心因素。实际应用中需建立科学的菌群培育与动态调控机制，通过调控反应体系的溶解氧、酸碱度、温度等环境参数，营造适配功能微生物生长代谢的最优环境。同时定期完成菌群筛选与驯化，淘汰低效菌群，富集高效功能菌群，提升菌群对污染物的降解能力与抗干扰能力，保障污水处理系统长期高效稳定运行，充分发挥新型生物工艺的技术优势。

（三）完善运维管理与工艺升级机制

规范的运维管理是新型生物处理技术长效应用的关键，需建立标准化的设备运维、水质监测、工艺调控管理制度，定期对处理设备、生物载体、反应体系进行维护检修，及时排查运行隐患。同时紧跟污水处理技术发展趋势，结合水环境治理新标准、新要求，持续对现有工艺进行优化升级，融合智能化调控技术实现工艺参数的自动调节，推动新型生物处理技术向智能化、精细化、低碳化方向发展，持续提升城市污水处理整体水平。

结束语

新型生物处理技术凭借高效、低碳、稳定、适配性强的突出优势，有效突破了传统城市污水处理工艺的技术局限，是现阶段水环境治理与污水资源化利用的核心技术手段。未来，需持续推进新型生物处理技术的工艺优化与创新升级，结合城市污水治理的实际需求科学落地应用，完善运维管理体系，进一步提升污水处理效能，削减水环境污染负荷，助力城市水环境生态修复与水资源可持续利用，推动城市生态环境建设高质量发展。

参考文献

[1]邓萍, 王海滨, 史静静. 环境保护工程中城市污水处理技术的最新进展[J]. 皮革制作与环保科技, 2025, 6 (21): 100-102.

[2]王志. 生物技术在污水处理中的应用研究[J]. 中国资源综合利用, 2025, 43 (9): 266-268.

[3]高梦佳. 城市市政污水处理工艺技术的应用研究[J]. 皮革制作与环保科技, 2025, 6 (14): 11-13.