综述：微生物生物技术在可持续废水回收方面的进展：最新趋势与未来前景

《World Journal of Microbiology and Biotechnology》：Advances in microbial biotechnology for sustainable wastewater reclamation: recent trends and future prospects

微生物生物技术为废水处理提供创新策略，涵盖微生物群落、生物强化及微藻-细菌共生体，生物电化学系统（MFC/MEC）实现污染物降解与能源回收。CRISPR-Cas工具和组学技术推动新型菌株开发，多组学与AI结合优化处理过程，助力循环经济。当前研究需解决技术瓶颈并探索智能化管理路径。

　　

摘要

对淡水需求的不断增长，加上工业和市政废水的不断增加，加剧了对可持续和环保的废水回收策略的需求。微生物生物技术的最新进展已成为开发经济高效、环境友好的废水处理（WWT）策略的有希望的工具，这些策略可用于废水再利用和安全处置。这篇简评探讨了当前的创新技术，如微生物联合体、生物强化以及微藻-细菌共生关系，这些技术在去除营养物质、提高复杂污染物（包括新兴污染物）的降解效率以及生物质增值方面展现了良好的效果。此外，生物电化学系统（如微生物燃料电池（MFC）和微生物电解池（MEC）通过促进污染物降解的同时产生生物电或生物氢，彻底改变了废水处理方式。本文还批判性地分析了基于CRISPR的工具和“组学”方法的作用，这些方法促进了新型微生物菌株和降解途径的开发，从而在恶劣环境中提高了废水回收效率。此外，还讨论了通过整合多组学、人工智能、数字孪生技术和物联网（IoT）来实现微生物优化和实时过程控制方面的进展。该综述强调了微生物系统在资源回收中的作用，通过将废水转化为有价值的生物资源来支持循环经济。此外，本文还指出了主要挑战，并提出了未来废水处理的研究方向。本文的创新之处在于，没有其他综述能够同时整合CRISPR-Cas基因组编辑、多组学分析和人工智能驱动的优化技术，以推进污染物降解和实时过程控制。研究表明，通过实施基于多组学和人工智能（AI）的优化流程进行废水处理，可以在有效处理废水的同时最大限度地减少环境污染。