微生物在城市污水及工业废水处理中已经发挥了巨大作用。生物处理法主要包括活性污泥法、生物流化床、生物膜、氧化塘等，这些技术无论在设计理论还是实际运行管理方面，都已有比较成熟的经验。但 20 世纪以来，随着石油化工和有机化学工业的发展，人们生产和使用的有机物种类和数量不断增加，所需要处理的工业有机废水量也日益剧增，使得大量的人工合成、结构复杂的化合物或称异生质排入到水体中，传统的生物处理技术在处理这类污染物时遇到了一定的难度。
在诸多生态因子中使生物的耐受性接近或达到极限时,生物的生长发育、生殖、活动以及分布等直接受到限制,甚至死去的因子称为限制因子。要构建用于目标污水处理的微生物菌剂,首先要重点分析影响污水生化处理系统稳定运行的限制性因素,针对制约微生物发挥其污染物转化效能的限制性生态因子进行微生物菌剂的构建。
微生物菌剂的构建主要针对城市污水中的糖类、蛋白类和脂类三大底物进行低温菌的筛选和驯化,对冷适应微生物的数量和活性进行强化,构建功能菌群,依靠微生物的协同降解作用来去除污染物。
随着石化企业生产规模的扩大和生产品种的增加,废水中有毒有害物质及生物抑制物质的种类也在日益增多,且多为难降解有机污染物。采用传统的活性污泥法很难适应现阶段石化废水的水质特点,二级生化处理后还会残留较多的难生物降解或非生物降解物质,使得出水水质不能达到排放标准。因此,石化废水生化处理系统的限制性生态因子为难降解有机物的种类及浓度,生化系统中缺乏能代谢难降解有机物的微生物。对于石化废水,微生物菌剂的构建目标是采取人工手段针对难降解有机物进行菌的筛选,提高对难降解有机污染物具有分解能力的微生物的量与活性,扩大生化系统内微生物的底物利用范围。
