饮用水源中抗生素的频繁检出使其成为威胁饮用水安全的隐患之一, 从而引起了广泛关注.其中, 诺氟沙星(NOR)因其具有广谱抗菌、副作用少、价格低廉等特点而被广泛应用于医疗领域, 而用药后的大量残留会随污水进入到周围环境中, 进而通过食物链富集作用危害人体健康.据统计, 我国的多处水源中均检测出NOR且含量相较于其它种类抗生素高很多, 因此, 去除水中的环境微量污染物是当前水处理领域一个亟待解决。
随着社会经济的不断发展及人类医用抗生素及个人医疗卫生用品的滥用，富含氮磷、重金属及抗生素的污水不断产生，最终排入污水处理厂.富含这几类污染物的污水利用传统的生物处理工艺较难处理.有研究报道微藻在利用空气中CO2进行光合作用时，能够同时去除N、P营养物质、BOD、重金属、病原体等污染物。
砷是一种有毒的类金属元素, 被国际癌症研究机构(IARC)归为A类致癌物.随着人类活动和工业的发展, 水体砷污染已成为全球性的严重环境问题.为了降低砷对人类健康的威胁, 世界卫生组织(WHO)、美国和欧盟环保局均规定饮用水中砷的浓度限值为10 μg·L-1 , 我国2007年1月1日起实施的《生活饮用水卫生标准》(GB 5749-2006)将砷浓度标准由50 μg·L-1降低到10 μg·L。
于桥水库作为天津市生活饮用水及农业用水重要的水源地, 近年来入库污染负荷逐渐增加, 高负荷氮、磷营养盐的输入造成水库内蓝藻生长, 致使每年夏季“水华”现象发生, 藻类生物量高达12.83 mg·L-1.尤其是大坝区域, 受到风力、风向等因素的影响, 出现藻类聚集在岸边不易扩散的现象, 使得局部岸带Chl-a浓度均值达7.13 mg·L-1.
生物膜是由附着于惰性或者活性固体材料表面的微生物和由微生物自身分泌的胞外聚合物所形成的高度结构化微生物群落.它的存在可引起一系列的环境问题, 如膜污染、管道堵塞、金属表面腐蚀和消毒效率降低等.目前对其控制多采用杀菌剂、抗菌剂或其它大分子抑菌剂.但这些物质的释放无疑带来了新的环境风险, 长期使用抗生素或者杀菌剂还会导致细菌的抗药性增加, 耐药细菌蔓延.
木质素及其降解物是造纸废水的重要成分, 占总CODCr的50%左右.由于木质素具有复杂的苯环结构, 因此, 传统生物处理对其降解耗时长、去除率低.目前, 已经筛选到的降解木质素的细菌大多是好氧细菌, 主要集中在放线菌门(Actinobacteria)、变形菌门(Proteobacteria)和厚壁菌门(Firmicutes)等, 部分能在厌氧情况下生长.纯培养功能菌则对菌种培养条件的要求较高。
近年来，随着工业的发展，大量富含硫的废水随之产生.如炼油、制药、制革、垃圾渗滤液等废水，在厌氧处理过程中产生大量有毒含硫副产物.因这些含硫废水对水体生物具有高毒性，对设备管道具有强腐蚀性，及易散发恶臭气体H2S等因素，因此，必须在排放前进行有效的脱硫处理.目前市场应用的主要的脱硫方法是物理化学法。
好氧颗粒污泥具有沉降性能好、生物量高且微生物多样性丰富、抗冲击负荷能力强及不易发生污泥膨胀等优势，近年来针对其研究和应用日益增多.好氧颗粒污泥技术在2003年首次得到实际工程应用后，至今在全球已有超过40例工程运用，中国浙江等地区也已开展规模化运行并取得较好的污染物去除效果.
近年来, 驯化和富集培养活性污泥微生物进行脱氮除磷是污水处理工艺的研究热点.随着分子生物技术的发展, 很多研究者通过实时荧光定量PCR技术对活性污泥细菌的种类和数量进行准确的定性和定量.实时荧光定量PCR准确性的前提是活性污泥中的微生物尽可能的被抽提完全, 模板的质量较好, 纯度较高, 定量PCR时抑制效应尽可能降到最低.污水处理的活性污泥样品。
土臭素(Geosmin, GSM)是一种由蓝绿藻及放线菌分泌的次级代谢产物, 具有令人厌恶的土霉味, 它在河流、湖泊、水库等地表水中普遍存在.由GSM引起的嗅味污染多发于夏季富营养化严重的水体中, 特别是在蓝绿藻水华爆发时研究数据表明2006—2007年期间美国卡萨斯州五大饮用水库区GSM浓度均在20~50 ng·L-1之间. Zamyadi等)对澳大利亚南部供水水厂2011—2012。
