污水处理微生物与载体自固定化技术
微生物在污水处理中的应用
微生物在污水处理中的应用引言概述：污水处理是一项重要的环保工作，旨在将废水中的有害物质转化为无害物质，以保护环境和人类健康。
微生物在污水处理中发挥着重要的作用，通过其生物学特性和代谢功能，能够有效地去除废水中的有机物和氮、磷等营养物质。
本文将从五个方面详细阐述微生物在污水处理中的应用。
一、微生物的种类和作用1.1 厌氧菌：厌氧菌主要生活在无氧环境中，能够将废水中的有机物质分解为甲烷和二氧化碳，产生能量。
厌氧菌在污水处理中被广泛应用于厌氧消化池和厌氧滤池，能够有效降解废水中的有机物质。
1.2 好氧菌：好氧菌需要氧气进行代谢，能够将废水中的有机物质氧化为二氧化碳和水，产生能量。
好氧菌广泛应用于好氧处理系统中，能够有效去除废水中的有机物质和氮、磷等营养物质。
1.3 硝化细菌和反硝化细菌：硝化细菌能够将废水中的氨氮氧化为硝酸盐，而反硝化细菌能够将硝酸盐还原为氮气。
硝化细菌和反硝化细菌在污水处理中起着重要的作用，能够有效去除废水中的氨氮和硝酸盐。
二、微生物的生长条件和调控2.1 温度：微生物的生长与温度密切相关，不同种类的微生物对温度的要求也不同。
在污水处理中，通过控制温度可以调节微生物的生长速率和代谢活性，提高废水处理效果。
2.2 pH值：微生物对环境的pH值也有一定的要求，不同种类的微生物对pH值的适应范围不同。
在污水处理中，通过调节pH值可以选择性地促进或抑制某些微生物的生长，以达到理想的处理效果。
2.3 溶解氧：微生物的生长需要氧气作为电子受体，因此溶解氧的含量对微生物的生长和代谢活性有重要影响。
在污水处理中，通过增加溶解氧的供应可以促进好氧菌的生长，提高废水的氧化能力。
三、微生物的固定化技术3.1 生物膜技术：生物膜技术是一种将微生物固定在载体上形成生物膜，利用生物膜上的微生物去除废水中的有机物质和营养物质的方法。
生物膜技术具有高效、稳定和抗冲击负荷能力强等优点，在污水处理中得到广泛应用。
3.2 生物颗粒技术：生物颗粒技术是一种将微生物固定在颗粒状载体上形成生物颗粒，利用生物颗粒中的微生物去除废水中的污染物的方法。
固定化微生物技术及其在污水脱氮方面的应用
固定化微生物技术及其在污水脱氮方面的应用固定化微生物技术是一种将微生物细胞固定在一定载体上用于污水处理的技术。
随着环境污染问题日益凸显，固定化微生物技术在污水处理领域得到了广泛应用，其中在污水脱氮方面的应用尤为突出。
本文将从固定化微生物技术的原理和应用以及在污水脱氮方面的具体应用进行介绍。
一、固定化微生物技术的原理和应用固定化微生物技术是利用载体将微生物固定在一定位置，使其在一定范围内活动，有效利用微生物的代谢活性来处理污水中的有机物、氨氮、磷等物质。
常见的载体有多孔陶瓷、多孔玻璃、发泡塑料、植物渣等。
固定化微生物技术在污水处理中的应用主要有以下几个优点：1. 提高微生物的稳定性和抗冲击能力：微生物固定在载体上后，可以减少外界环境因素对微生物的影响，提高微生物的稳定性和抗冲击能力。
2. 提高微生物的代谢效率：固定化微生物技术可以使微生物在载体上形成一定密度，有利于微生物与底物的接触，从而提高微生物的代谢效率。
3. 增加微生物的保存性：通过固定化技术，可以使微生物在较长时间内保持生物学活性，减少了频繁接种的次数，提高了微生物的使用寿命。
氮是污水中主要的污染物之一，其中的氨氮和硝态氮是最主要的问题。
氨氮和硝态氮是水质中的两种重要氮源，对生态环境和人体健康都具有较大危害。
固定化微生物技术在污水脱氮方面的应用主要包括以下几种方式：1. 厌氧氨氮去除：通过将微生物固定在厌氧颗粒中，形成厌氧颗粒污泥床反应器，可以有效去除污水中的氨氮。
此种方法适用于富集和分离厌氧细菌群，提高氨氮的去除效率。
2. 低温硝化：低温硝化是指在低温条件下将氨氮氧化成硝态氮。
通过固定化微生物技术，可以将低温硝化微生物固定在一定载体上，在寒冷季节或寒冷地区，依然能够高效去除氨氮。
3. 排水塔工程：在城市污水处理厂的氨氮去除工程中，排水塔是一个重要的环节。
通过固定化技术，在排水塔中保存一定数量的高效硝化细菌，可以提高氨氮的氧化速率和硝态氮的去除效率。
微生物技术在污水和废水处理方面的应用
用．能够分泌絮凝剂的微生物称为絮凝剂产生菌， 至今发现的具有絮凝性的微生物至少有19种 ，其 中霉菌8种，细菌5种，放线菌1种。
微生物絮凝剂的应用： (1)畜产废水的处理。畜产 废水的BOD高，处理困难，用高分子絮凝剂处理， 虽有较好的处理效果，但存在二次污染。用微生物 絮凝剂可以有效地去除畜产废水中的TOC和TN， 去除率分别在70％和40%。并且处理后的废
（4）介质截留法：通过特殊的孔网状结构将酶、微生 物或动植物细胞等固定截留在具有特定功能的载体内， 或将酶、微生物或动植物细胞限制在一定的空间范围内， 微生物细胞不能透过此孔网结构，但底物和产物可以通 过．从而实现废水的生化反应和分离同时进行。介质截 留法可以通过控制介质的孔径选择性的控制底物和产物 的扩散，防止微生物细胞的泄露，可以使基质与微生物 细胞充分接触，从而有效的反应。所以介质截留法是一 项很有发展前景的工艺。
（4）吸附一包埋一交联法：此方法研究的较少， 仅有零星报道，是一个值得探讨的方法以累托石、 聚乙烯醇(PVA)、海藻酸钠(SA)作为固定化载体 材料，硼酸和氯化钙作为交联剂，采用吸附一包 埋一交联法将蒽的高效降解菌复合固定化制备微 生物颗粒。
例：其最佳条件为：累托石2.5％ 、PVA12％ 、 SA 0.3％ 、CaCI24％ ，交联时间28 h，微生物 包埋量10％ 。对比实验表明，在处理40 mg／L 的蒽溶液时，游离微生物在50h后才开始发挥明
微生物酸化技术应用：微生物酸化法对pH值不太 高的石灰法和碱法稀黑液的厌氧预处理是很有效的， 对pH值高的碱法黑液也适用。微生物酸化不仅能 去除30％左右的有机物，而且能提高有机物的可 生化性，使其易于下一步，好氧生物的分解。
膜生物反应器
医院污水回用处理工艺图
微生物固定化技术
固定化微生物技术是将特选的微生物固定在选证的载体上，使其高度密集并保持生物活性，在适宜条件下能够快速、大量增殖的生物技术。
这种技术应用于废水处理，有利于提高生物反应器内微生物(尤其是特殊功能的微生物)的浓度，有利于微生物抵抗不利环境的影响，有利于反应后的固液分离，缩短处理所需的时间。
利用固定化微生物技术提高废水处理效率的工艺方法也被称作”生物增效”，其适用的领域非常广泛，例如:化粪池、隔油槽、排水管、城市污水处理厂以及工业废水…等。
一般而言,针对特殊污染源，来自天然环境的微生物消耗很快、效率低下，即使有快速的繁殖能力仍不足以负荷。
因此,生物增效的作业过程还是依循自然的方式，向目标添加定制的、具有已知降解能力的微生物制剂(固定化微生物），处理效果则有明显的提升。
现在所研究的生物吸附剂的固定化方法主要有以下几种:1吸附法吸附法一般依靠生物体与载体之间的作用，包括范德华力、氢键、静电作用、共价键及离子键，两者间的屯电位,在微生物体和载体的相互作用中起重要作用。
常用的吸附载体有活性炭、木屑、多孔玻璃、多孔陶瓷、磁铁矿、硅藻土、硅胶、纤维素、聚氨醋泡沫体、离子交换树脂等。
它是一种简单易行、条件温和的固定化方法，但用它固定的生物体不够牢靠，容易脱落。
2交联法交联法又称无载固定化法，是一种不用载体的工艺,通过化学、物理手段使生物体细胞间彼此附着交联。
化学交联法它一般是利用醛类、胺类等具有双功能或多功能基团的交联剂与生物体之间形成共价键相互联结形成不溶性的大分子而加以固定，所使用的交联剂主要有戊二醛、聚乙烯酞胺、表氯醇等等。
物理交联法在是指在微生物培养过程中，适当改变细胞悬浮液的培养条件（如离子强度、温度、pH值等)，使微生物细胞之间发生直接作用而颗粒化或絮凝来实现固定化，即利用微生物自身的自絮凝能力形成颗粒的一种固定化技术。
3包埋法在微生物的固定化方法中，以包埋法最为常用。
它的原理是将生物体细胞截留在水不溶性的凝胶聚合物孔隙的网络中，通过聚合作用或通过离子网络形成,或通过沉淀作用，或通过改变溶剂、温度、pH值使细胞截留.凝胶聚合物的网络可以阻止细胞的泄露，同时能让基质渗入和产物扩散出来。
常见的污水生物处理方法
常见的污水生物处理方法污水处理是指对污水中的有机物、无机物、悬浮物、微生物等进行处理，以达到排放标准或者再利用的要求。
生物处理方法是其中一种常见的污水处理方法，通过利用微生物的生长代谢作用，将有机物降解为无机物，从而净化污水。
以下是常见的污水生物处理方法：1. 活性污泥法活性污泥法是一种广泛应用的生物处理方法，主要包括接触氧化池、好氧池和厌氧池。
在接触氧化池中，污水与活性污泥接触，有机物被微生物降解。
好氧池中提供充足的氧气，进一步降解有机物。
厌氧池则用于去除氮和磷。
该方法具有处理效果好、适应性强等优点。
2. 人工湿地法人工湿地法利用湿地植物和微生物的作用，对污水进行处理。
通过植物的吸收、降解和微生物的降解作用，去除有机物、氮、磷等污染物。
人工湿地法具有处理效果稳定、造价低廉等特点，适合于小型污水处理厂和农村污水处理。
3. 曝气生物滤池法曝气生物滤池法是利用生物膜和微生物的作用，将污水中的有机物进行降解。
污水通过滤池，生物膜上的微生物利用有机物进行生长和降解。
曝气系统提供充足的氧气，促进微生物的降解作用。
该方法具有处理效果好、运行稳定等优点。
4. 厌氧消化法厌氧消化法是将污泥在无氧条件下进行降解，产生沼气。
厌氧消化池中的微生物通过厌氧呼吸将有机物降解为沼气和沉淀物。
沼气可以作为能源利用，沉淀物则可作为肥料利用。
该方法具有能源回收、减少污泥量等优点。
5. 膜生物反应器法膜生物反应器法是利用膜技术与生物处理相结合的方法。
通过膜的过滤作用，将污水中的悬浮物和微生物截留在膜上，达到净化的目的。
该方法具有处理效果好、占地面积小等优点。
6. 固定化生物法固定化生物法是将微生物固定在载体上，形成生物膜或者颗粒，利用其降解污水中的有机物。
固定化生物法具有降解效果好、抗冲击负荷能力强等特点。
以上是常见的污水生物处理方法，每种方法都有其适合的场景和优缺点。
在实际应用中，可以根据污水的性质、处理要求和经济条件选择合适的处理方法。
废水生物处理中固定化微生物技术方法与载体使用
第２ １卷
第 ６期
２０ ０ ９年 １ ２月
废 水 生 物 处 理 中 固定 化 微 生 物 技 术
方 法 与 载 体 使 用
贺 琳 曲 洋 刘 帅 郭沙沙 张培 玉’
２ ６０ ） ６ ０ ０ （ 。 青岛大学环境科学 与工程系 ， 山东 ２ ６７ ； 胶南市环境 保护局 ， ６ ０ １ 山东
收 稿 日期 ：２ ０ ０ ９—０ ８—１ ６
基金项 目：国家 自然科
￣ －５ ６ ８８ ，０ ７ １７ ； （ ０７ ０ ５ ５８ ８ ０ ） 山东省研 究生教育创新 计划资助项 目（ Ｄ Ｙ ７ ９ ） 青 岛大学优秀研 究生学位论 文培育 Ｓ） Ｙ Ｐ ２ ０ ０４
生物技术 已成 为各 国学 者 研究 的热 点 课题 之 一 ， 且 出 了固定 化微生 物技术 在 今后 污水 处 理 中 的研 究 发展 并
已有 部分研 究成 果 由实 验 室走 向实 际应 用 阶段 。虽然 方 向 。以期 为 固定化微 生物 技 术方 法 与载 体材 料 的选 国内外 对 于 固定 化 微 生 物技 术 的 研究 较多 ， 但是 综 述 择 提供参 考 。
重点 介 绍 了各 种 固 理系统 专一 性 、 受 性增 强 ， 理 效 果 稳 定 ， 行 管 理 性和适 用范 围进行 了 比较 和 总 结 ， 耐 处 运 指 简单 ， 效 率 明显 优 于传 统 方 法 。近 年 来 固定 化 微 定 化微 生物 技术 在 污 水 处理 中载 体 的选 择 与应 用 ， 降解
关 键词 ： 固定化微生物技术； 污水处理； 方法分类； 载体
中图分 类号 ：７３ １ Ｘ ０．
文献标识 码 ： 文章编 号 ：０ ７— ３ ０（ ０ ９ ６— ０ ４— ４ Ａ １０ ０ ７ ２ ０ ）０ ０ ４ ０
污水处理的方法与原理
污水处理的方法与原理污水处理是指将废水中的污染物去除或者转化为无害物质的过程。
它是保护环境和维护人类健康的重要环节。
在污水处理过程中，我们可以采用多种方法和原理来处理污水，下面将详细介绍其中几种常见的方法和原理。
1. 生物处理法生物处理法是利用微生物的作用来降解有机物。
常见的生物处理法有活性污泥法、固定化生物膜法和人工湿地法等。
活性污泥法是将污水与活性污泥混合，通过微生物的降解作用将有机物转化为无机物，再通过沉淀或者过滤等方法将微生物和沉淀物分离。
这种方法适合于高浓度有机废水的处理。
固定化生物膜法是将微生物附着在载体上，形成生物膜，通过生物膜的降解作用来处理污水。
这种方法具有较高的处理效率和较好的稳定性。
人工湿地法是利用湿地植物和微生物的共同作用来处理污水。
污水经过湿地植物的根系和微生物的降解作用后，有机物被降解，水质得到净化。
这种方法具有经济性和环保性的优势。
2. 物理处理法物理处理法是利用物理原理来分离污水中的固体颗粒和悬浮物等。
常见的物理处理法有沉淀法、过滤法和离心法等。
沉淀法是利用重力作用使污水中的固体颗粒沉降到底部，从而实现固液分离。
这种方法适合于处理悬浮物较多的污水。
过滤法是通过过滤介质将污水中的固体颗粒截留下来，从而实现固液分离。
过滤介质可以是砂子、炭等。
离心法是利用离心力将污水中的固体颗粒和液体分离。
通过高速旋转的离心机，固体颗粒被甩到离心机壁上，从而实现固液分离。
3. 化学处理法化学处理法是利用化学反应来转化污水中的污染物。
常见的化学处理法有氧化法、还原法和沉淀法等。
氧化法是利用氧化剂将污水中的有机物氧化为无机物。
常用的氧化剂有氯气、臭氧和过氧化氢等。
还原法是利用还原剂将污水中的污染物还原为无害物质。
常用的还原剂有亚硫酸盐和硫化物等。
沉淀法是利用化学反应使污水中的固体颗粒和悬浮物沉淀下来，从而实现固液分离。
常用的沉淀剂有氢氧化铁和氯化铝等。
综上所述，污水处理的方法和原理多种多样，可以根据不同的污水特性选择合适的处理方法。
微生物固定化技术
固定化微生物技术是将特选的微生物固定在选证的载体上，使其高度密集并保持生物活性，在适宜条件下能够快速、大量增殖的生物技术。
这种技术应用于废水处理，有利于提高生物反应器内微生物(尤其是特殊功能的微生物)的浓度，有利于微生物抵抗不利环境的影响，有利于反应后的固液分离，缩短处理所需的时间。
利用固定化微生物技术提高废水处理效率的工艺方法也被称作"生物增效"，其适用的领域非常广泛，例如:化粪池、隔油槽、排水管、城市污水处理厂以及工业废水…等。
一般而言，针对特殊污染源，来自天然环境的微生物消耗很快、效率低下，即使有快速的繁殖能力仍不足以负荷。
因此，生物增效的作业过程还是依循自然的方式，向目标添加定制的、具有已知降解能力的微生物制剂(固定化微生物)，处理效果则有明显的提升。
现在所研究的生物吸附剂的固定化方法主要有以下几种:1吸附法吸附法一般依靠生物体与载体之间的作用，包括范德华力、氢键、静电作用、共价键及离子键，两者间的屯电位，在微生物体和载体的相互作用中起重要作用。
常用的吸附载体有活性炭、木屑、多孔玻璃、多孔陶瓷、磁铁矿、硅藻土、硅胶、纤维素、聚氨醋泡沫体、离子交换树脂等。
它是一种简单易行、条件温和的固定化方法，但用它固定的生物体不够牢靠，容易脱落。
2交联法交联法又称无载固定化法，是一种不用载体的工艺，通过化学、物理手段使生物体细胞间彼此附着交联。
化学交联法它一般是利用醛类、胺类等具有双功能或多功能基团的交联剂与生物体之间形成共价键相互联结形成不溶性的大分子而加以固定，所使用的交联剂主要有戊二醛、聚乙烯酞胺、表氯醇等等。
物理交联法在是指在微生物培养过程中，适当改变细胞悬浮液的培养条件(如离子强度、温度、pH值等)，使微生物细胞之间发生直接作用而颗粒化或絮凝来实现固定化，即利用微生物自身的自絮凝能力形成颗粒的一种固定化技术。
3包埋法在微生物的固定化方法中，以包埋法最为常用。
它的原理是将生物体细胞截留在水不溶性的凝胶聚合物孔隙的网络中，通过聚合作用或通过离子网络形成，或通过沉淀作用，或通过改变溶剂、温度、pH值使细胞截留。
污水处理的几种方法
污水处理的几种方法污水处理是指将含有有害物质的废水经过一系列的处理工艺，使其达到环境排放标准或者再利用的要求。
针对不同的污水特性和处理目标，有多种方法可供选择。
下面将介绍几种常见的污水处理方法。
1. 生物处理法生物处理法是利用微生物对污水中的有机物进行降解的方法。
常见的生物处理法包括活性污泥法、固定化生物膜法和人工湿地法。
- 活性污泥法：将污水与活性污泥混合，通过污泥中的微生物降解有机物质。
该方法处理效果好，适合于中小型污水处理厂。
- 固定化生物膜法：在固定载体上附着生物膜，利用生物膜中的微生物降解有机物质。
该方法对波动负荷有较好的适应性，适合于高浓度有机废水的处理。
- 人工湿地法：利用湿地植物和微生物对污水进行净化。
该方法对低浓度有机废水和富营养化水体处理效果较好。
2. 物理处理法物理处理法是利用物理原理对污水中的悬浮物和固体颗粒进行分离的方法。
常见的物理处理法包括沉淀法、过滤法和吸附法。
- 沉淀法：通过重力作用使悬浮物沉淀到污水底部，从而实现固液分离。
该方法适合于处理悬浮物较多的污水。
- 过滤法：利用过滤介质对污水中的悬浮物进行截留。
该方法处理效果好，但需要定期更换过滤介质。
- 吸附法：利用吸附剂吸附污水中的有机物质和重金属离子。
该方法适合于处理含有有机物和重金属的污水。
3. 化学处理法化学处理法是利用化学物质对污水中的有害物质进行反应和转化的方法。
常见的化学处理法包括氧化法、沉淀法和中和法。
- 氧化法：利用氧化剂将污水中的有机物质氧化分解。
常用的氧化剂有氯气、臭氧等。
该方法适合于处理有机物质浓度较高的污水。
- 沉淀法：利用化学物质与污水中的有害物质发生反应生成沉淀物，从而实现固液分离。
该方法适合于处理含有重金属离子的污水。
- 中和法：通过加入酸碱等化学物质，将污水中的酸碱度调整到中性范围。
该方法适合于处理酸碱度较高的污水。
4. 高级氧化法高级氧化法是利用高能量的氧化剂对污水中的有机物质进行强氧化降解的方法。
常见的污水生物处理方法
常见的污水生物处理方法污水处理是一种将污水中的有害物质和污染物去除，使其达到排放标准或可再利用的过程。
生物处理是其中一种常见的方法，通过利用微生物的作用来降解有机物和去除污染物。
以下是几种常见的污水生物处理方法：1. 活性污泥法：活性污泥法是一种常用的生物处理方法，它利用微生物在接触到有机物时进行降解。
污水经过初级处理后，进入活性污泥池。
在这里，微生物通过吸附和降解有机物，将其转化为无机物和生物质。
随后，污水经过沉淀、氧化等过程，使污水中的有机物和污染物得到去除。
最后，清水从顶部流出，污泥沉淀在底部，一部分被回流至活性污泥池，一部分被排出。
2. 曝气池法：曝气池法是一种利用氧气供给微生物进行降解的方法。
污水进入曝气池后，通过曝气装置向水中注入氧气。
微生物利用氧气进行降解有机物和去除污染物。
曝气池内的氧气和微生物的作用使有机物转化为无机物和生物质。
随后，污水经过沉淀和过滤等过程，清水从顶部流出，污泥沉淀在底部，一部分被回流至曝气池，一部分被排出。
3. 人工湿地法：人工湿地法是一种利用湿地植物和微生物去除污染物的方法。
污水经过初级处理后，进入人工湿地。
湿地植物的根系提供了微生物生长的场所，并吸收和降解有机物。
同时，湿地植物的叶片和茎部也起到过滤和吸附污染物的作用。
微生物在湿地中进行降解有机物和去除污染物。
经过一段时间的处理，污水中的有机物和污染物得到去除，清水从湿地流出。
4. 厌氧消化法：厌氧消化法是一种利用厌氧微生物降解有机物的方法。
污水经过初级处理后，进入厌氧消化池。
在这里，厌氧微生物通过发酵和降解有机物，产生甲烷气体和沉淀物。
甲烷气体可以用作能源，沉淀物则可以作为肥料。
经过一段时间的处理，污水中的有机物得到降解，清水从顶部流出，沉淀物被排出。
5. 固定化生物膜法：固定化生物膜法是一种利用固定化微生物进行降解的方法。
在固定化生物膜法中，微生物附着在固定化载体上，形成生物膜。
污水通过生物膜时，微生物利用有机物进行降解和去除污染物。
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污水处理微生物与载体自固定化技术
一、技术概述
该技术采用先进的微生物与载体自固定化技术，将生物菌群固定在载体中，可对有机物、氮、磷等污染物同步去除。
载体微生物负载量最高可达40g/L，容积负荷最高可达16kgBOD5/m3d。
CODCr去除率90%，氨氮去除率95%；出水水质达到《污水综合排放标准》（GB8978-1996）一级A标。
曝气生物流化池可休眠，启动迅速。
日处理5000m3的工程总投资约135万元，吨水运行成本约为0.68元。
二、技术优势
（1）充分利用原水中的碳源进行好氧反应，对于生活污水不需另加碳源。
（2）采用小池结构，布置灵活，可逐级串联，对污水中的污染物进行分级深度处理；采用微生物与载体自固定化技术，提高载体的流化性能，能与污水进行充分接触，提高处理效果，使出水稳定并达到设计要求。
（3）采用自主研发的JHE型生物载体，可提高生物负载量。
（4）全程采用自动化控制技术，提高自控水平，便于管理。
（5）可在进水的情况下进行系统维护及检修。
三、适用范围
分散式生活污水处理、中型污水厂提标改造等。
四、基本原理
曝气生物流化池（简称ABFT）内有上下拦截网将载体限制在载体区，并利用好氧及厌氧微生物的高效固定化技术附着于载体上，进行好氧及厌氧反应，通过硝化及反硝化作用对水中的污染物质进行去除。
五、工艺流程
污水通过人工隔栅将比较大的悬浮物隔离后，由阀门控制直接进入六组并联的ABFT 生化系统，出水端采用穿孔管集中出水，经ABFT生化处理完成后直接进入清水池，用泵提升至蓄水池后作为体育公园所需的回用水，六组ABFT生化系统可根据实际需要来控制单独使用，最大限度的降低运行成本。