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。
从水中去除氮污染主要是依靠微生物的硝化-反硝化作用将氮元素转化为N2逸出系统.目前, 各种常用的污水处理工艺在曝气充足的情况下, 可将大部分氨氮转化为硝态氮, 去除效果较为彻底.但由于碳源的缺乏, 反硝化作用往往不彻底, 致使污水厂尾水硝态氮和TN浓度普遍较高, 从而易导致尾水受纳水体富营养化.为提高反硝化效果。
截至2016年, 我国城镇污水处理厂年产污泥超3200万t(以含水率80%的常规脱水污泥计), 且仍以每年5%~10%的速度持续增长.由于具有高有机质、高养分的特点, 污泥高温堆肥后土地利用是实现资源循环利用的较好途径.但常规脱水污泥含水率在80%左右, 堆肥时须添加2~3倍于自身体积的辅料调节水分以满足堆肥要求。
水质基准是制定水质标准的科学依据，目前针对我国水域的水质基准研究较少，我国现行水质标准主要依据国外水质基准数值确定，但水质状况与生物区系的不同会造成水质基准的明显差异.因此，依据我国国情开展水质基准研究已经成为我国水环境管理的迫切需求.
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