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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。有專家建議對(duì)向環(huán)境中排放含有一種稱為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??蛻粽趯ふ覀€(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保可持續(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,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??沙掷m(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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