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摘要："先進(jìn)的生物技術(shù)可以為傳統(tǒng)的水和廢物處理挑戰(zhàn)提供生物解決方案，例如污泥管理、頑固化合物的降解和沼氣的產(chǎn)生。"

近些年來(lái)，全世界對(duì)于工業(yè)廢水排放標(biāo)準(zhǔn)及要求的管理愈發(fā)嚴(yán)格。有專(zhuān)家建議對(duì)向環(huán)境中排放含有一種稱(chēng)為PFAS的化學(xué)物質(zhì)的廢水設(shè)定限制。

該提議對(duì)全氟烷基和多氟烷基化合物的關(guān)注有望在整個(gè)行業(yè)產(chǎn)生廣泛的影響。自1950年代以來(lái)，它們無(wú)處不在，在許多消費(fèi)品和工業(yè)產(chǎn)品中都有發(fā)現(xiàn)，因?yàn)樗鼈冊(cè)黾恿藢?duì)熱、污漬、水和油脂的抵抗力。EPA最初的目標(biāo)是從生產(chǎn)PFAS的有機(jī)化學(xué)、塑料和合成纖維行業(yè)的場(chǎng)地排放。它還確定金屬拋光行業(yè)有必要制定流出物限制指南(ELG)，以解決鉻電鍍?cè)O(shè)施的PFAS排放問(wèn)題。EPA控制廢水中PFAS的舉措是一項(xiàng)更廣泛的政策制定工作的一部分，旨在減少它們?cè)陲嬘盟械拇嬖?，因?yàn)樗鼈兣c不利的健康影響有關(guān)。 

限制廢水中的PFAS將是一個(gè)挑戰(zhàn)。畢竟，這些物質(zhì)不會(huì)在環(huán)境中分解。與此同時(shí)，工業(yè)界正在處理對(duì)氮、磷和其他污染物的更嚴(yán)格的排放限制。保護(hù)環(huán)境、公共健康和安全的法規(guī)通常會(huì)鼓勵(lì)創(chuàng)新，而這正是行業(yè)解決這些現(xiàn)實(shí)問(wèn)題所需要的。回到50年前，一位名叫詹姆斯·巴納德 (James Barnard) 的南非土木工程師開(kāi)始考慮使用微生物——生物學(xué)——從用過(guò)的水中去除氮和磷的方法。在那之前，標(biāo)準(zhǔn)做法是使用化學(xué)物質(zhì)去除這些營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)。

今天，生物營(yíng)養(yǎng)去除工藝被廣泛應(yīng)用于全世界各地?cái)?shù)千個(gè)不同氣候條件下的污水處理廠。Barnard的發(fā)現(xiàn)引發(fā)了以生物技術(shù)進(jìn)步為先導(dǎo)的養(yǎng)分去除和水再利用的新概念。

一、生物技術(shù)的推動(dòng)

生物技術(shù)經(jīng)常因?yàn)樗c社會(huì)對(duì)轉(zhuǎn)基因食品的擔(dān)憂有關(guān)而受到詬病。但生物技術(shù)還有很多。生物技術(shù)最有前途的用途之一實(shí)際上是廢物管理。先進(jìn)的生物技術(shù)可以為傳統(tǒng)的水和廢物處理挑戰(zhàn)提供生物解決方案，例如污泥管理、頑固化合物的降解和沼氣的產(chǎn)生。它還幫助用戶(hù)實(shí)施更可持續(xù)的廢水處理系統(tǒng)。在水務(wù)行業(yè)，我們喜歡稱(chēng)之為“雙贏”。

由于有機(jī)污染物的產(chǎn)生，廢水的生物處理涉及許多行業(yè)，從食品和飲料到石油。然而，許多污染物，尤其是高度復(fù)雜的化合物，不能被微生物有效降解或無(wú)法生物降解，并可能影響水質(zhì)。生物強(qiáng)化是添加活躍生長(zhǎng)的特殊微生物菌株的做法，這些菌株可以提高處理性能，并幫助生物降解污染環(huán)境中的頑固分子。這些有益微生物是廢水工業(yè)的維生素補(bǔ)充劑。生物強(qiáng)化工藝也適合我們當(dāng)前的廢水處理。我們生活在一個(gè)每個(gè)人都想要“按照自己的方式”的世界中，受個(gè)性化體驗(yàn)算法的影響。微生物和酶解決方案可根據(jù)污水處理廠的確切條件提供更多定制化處理?？蛻?hù)正在尋找個(gè)性化的解決方案，因?yàn)樯锾幚韺?duì)植物環(huán)境的任何變化都很敏感，包括溫度、氧氣水平和有機(jī)物濃度。

例如，幾乎所有工業(yè)設(shè)施都需要表面活性劑進(jìn)行清潔，但它們會(huì)在廢水處理廠的日常運(yùn)營(yíng)中造成麻煩。在足夠高的濃度下，它們會(huì)引起泡沫并導(dǎo)致絮凝物破壞。如果表面活性劑進(jìn)入流出物，它們可能會(huì)導(dǎo)致違規(guī)和附加費(fèi)。它們還可能導(dǎo)致污水毒性問(wèn)題。表面活性劑是可降解的，但必須存在合適的微生物并發(fā)揮作用才能發(fā)生這種情況。

生物強(qiáng)化已被證明可以提高一系列化合物的處理效率，包括氨、脂肪、油和油脂。氨去除是廢水處理廠中最重要和最難維護(hù)的過(guò)程之一。它會(huì)受到各種環(huán)境因素、沖擊載荷、毒性和固體損失的影響。該過(guò)程的成敗取決于微生物群落降解氨、耐受惡劣條件以及在硝化作用中斷后快速響應(yīng)的能力。生物強(qiáng)化的另一個(gè)好處是它可以針對(duì)特定的化合物，例如碳?xì)浠衔锖捅椒?，這些化合物是煉油和石化工業(yè)中的常見(jiàn)污染物，但不容易被這些場(chǎng)地廢水設(shè)施中的本地微生物群降解。為了彌補(bǔ)較差的生物活性，這些設(shè)施使用粉末狀活性炭來(lái)吸收未降解的污染物，這增加了運(yùn)營(yíng)成本。

二、可持續(xù)發(fā)展是前進(jìn)的道路

隨著對(duì)工業(yè)廢水中發(fā)現(xiàn)的更復(fù)雜的污染物（例如 PFAS、藥物、殺蟲(chóng)劑和其他頑固化合物）的審查力度加大，監(jiān)管機(jī)構(gòu)和行業(yè)不僅尋求有效的修復(fù)方案，而且還尋求環(huán)境可持續(xù)的方案。事實(shí)上，隨著全球工業(yè)化和城市化的快速發(fā)展，推動(dòng)了對(duì)更多清潔水的需求，可持續(xù)性已成為廢水管理的優(yōu)先事項(xiàng)，以解決全球?qū)η鍧嵥找嬖鲩L(zhǎng)的需求。由于淡水供應(yīng)有限，該行業(yè)越來(lái)越多地將再生水視為確?？沙掷m(xù)運(yùn)營(yíng)的重要戰(zhàn)略。

生物技術(shù)已經(jīng)在減少?gòu)U水處理的環(huán)境方面發(fā)揮了作用。包括有助于降低疏浚成本和提高污水池容量的生物解決方案，以及增強(qiáng)厭氧消化以幫助提高沼氣產(chǎn)量、減少固體生成和支持健康消化池運(yùn)行的產(chǎn)品。這些產(chǎn)品使客戶(hù)能夠?qū)⑺麄兊倪\(yùn)營(yíng)轉(zhuǎn)變?yōu)楦呖沙掷m(xù)性，減少他們對(duì)化石燃料的依賴(lài)，并幫助他們生產(chǎn)更清潔的水。 

我們可能只是觸及環(huán)境生物技術(shù)潛力的表面，以促進(jìn)水和廢物行業(yè)向更可持續(xù)解決方案的方向變化。可持續(xù)發(fā)展不僅僅是一種愿望。樂(lè)中環(huán)?？萍继峁﹫?jiān)持提供可持續(xù)解決方案的理念是我們今天和未來(lái)開(kāi)展業(yè)務(wù)的核心。與許多公司一樣，我們對(duì)前瞻性和整體可持續(xù)發(fā)展之旅的目標(biāo)支持我們幫助保持全球社區(qū)健康、清潔、飲食和安全的努力。可持續(xù)性將繼續(xù)成為全球工業(yè)水處理的重要推動(dòng)力。

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