中国给水排水

基于原位扩容改造的AOA耦合MBBR工艺中试研究

韩小波，邹婷，王维康，麻汉卿，陈思宇，徐田田，范洁 — 2025年03月01 00:00

以深圳某水质净化厂为研究对象，考察AOA耦合MBBR工艺对实际生活污水的处理效果，验证投加MBBR填料对AOA工艺的促进作用。结果表明，AOA耦合MBBR工艺取得了较好的处理效果，在不投加外碳源的条件下COD、NH₄⁺-N、TN、TP平均出水浓度分别为17.65、0.28、3.58、0.21 mg/L，平均去除率分别为93.15%、98.89%、91.07%、93.24%。耦合工艺在冬季较冷的不利时段有一定的正向作用，且对好氧段的促进作用明显。好氧段MBBR填料富集的专性微生物可强化AOA工艺的硝化作用，提升氨氮和总氮去除率。这为高密度城区水质净化厂的原位扩容改造提供了新的技术思路。

改良型多点进水多级A/O系统运行模式的优化

2025年03月01 00:00

通过建立改良型多点进水多级A/O小试系统，以模拟生活污水为处理对象，先后采取3段模式和2段模式进行连续运行，研究了不同模式下系统的工艺性能、活性污泥沉降性能和生物活性，以及优化模式下系统的物料平衡。结果表明，在2段模式下系统出水水质满足国家一级A排放标准；系统对总氮和总磷的去除率分别为82.80%和92.98%，均高于3段模式。系统内活性污泥的沉降性能良好，SV和SVI的平均值分别为36.80%和80.74 mL/g，不会发生污泥膨胀；而在3段模式下运行则容易发生丝状污泥膨胀，导致运行失败。2段模式下的污泥活性高于3段模式，比释磷速率、比反硝化速率、比硝化速率和比摄磷速率分别为0.77、3.99、1.12和0.21 mg/（g·h），分别是3段模式下对应污泥活性的1.33、4.56、1.30和1.90倍。2段运行模式更适合改良型多点进水多级A/O系统。2段模式下，系统的COD、N和P物料平衡率分别为93.81%、97.79%和83.77%；系统脱氮所消耗的碳源为5.25 g/g，第一段和第二段脱氮所消耗的碳源分别为4.12和6.65 g/g；厌氧释磷所消耗的碳源为11.29 g/g。

亚硝酸盐型反硝化除磷系统的快速建立及除磷特性

2025年03月01 00:00

亚硝酸盐型反硝化除磷被认为是最节能的强化生物除磷技术。采用SBR反应器，先后经过厌氧/好氧（A/O）（采用乙酸钠和丙酸钠等比例混合碳源）和厌氧/缺氧/好氧（A²O）（以丙酸钠和乙酸钠为单一碳源，分别记作R1和R2）模式运行以实现亚硝酸盐型反硝化除磷。结果表明，在A/O阶段投加亚硝酸盐有利于反硝化除磷的快速构建，A²O运行阶段的第1天两系统的缺氧除磷率即分别可达48.18%和46.60%；逐步增大亚硝酸盐浓度并改变为批次投加，同时延长缺氧水力停留时间，运行36 d后，R1和R2均实现了高效的亚硝酸盐型反硝化除磷，最高缺氧除磷率分别达到78.38%和77.02%。高通量测序结果显示，经过A²O 运行模式驯化后，聚磷菌丰度由5.55%分别提升到27.77%和13.62%，且主要菌属为Accumulibacter、Pseudomonas、Dechloromonas和Flavobacterium，其中Flavobacterium丰度最高，与A/O 运行阶段相比，R1和R2系统中Flavobacterium的丰度分别增加了23.35%和8.50%，是实现高效亚硝酸盐型反硝化除磷的主要功能菌属之一。

AOA-SBFASR对城市污水的处理效能及氮代谢通路

2025年03月01 00:00

构建缺氧-好氧-缺氧/序批式固定生物膜耦合活性污泥反应器（AOA-SBFASR），对城市污水开展中试处理研究，考察了该反应器的深度脱氮效果，并对系统中微生物种类和氮代谢通路进行分析。结果表明，AOA-SBFASR工艺可以高效去除污水中的COD、NH₄⁺-N和TN，去除率分别可达到92.55%、98.75%和75.64%；在55 d内微生物群落结构发生了演替，硝化细菌、反硝化细菌和能降解难降解有机物的细菌相对丰度增加；氨氮主要通过完全硝化过程被去除，硝态氮主要通过反硝化和异化硝酸盐还原过程被去除。

污泥发酵氮硫转化及同步脱硫脱氨生物除臭特性

2025年03月01 00:00

城镇污水处理厂污泥好氧发酵过程中会产生大量臭气，其氮和硫浓度较低，具有不确定性、嗅阈值低、时段性等特征，目前的处理方法存在停留时间长、化学药剂需求量大等问题，臭气问题已经成为制约污泥好氧发酵工程规模化应用的重要因素。为此，分析了污泥好氧发酵过程中臭气的生成特性，并开展同步脱硫脱氨生物除臭强化试验。污泥好氧发酵过程中氨气及硫化氢的产量分别为7.0 g/kg和92.0 mg/kg（以干物质计），二者的最大生成速率分别为2 555、32.28 mg/d；好氧发酵过程的氮素流失占进料总氮的45.3%，主要存在于臭气（30.0%）及冷凝水（9.2%）中。与传统化学吸收-生物除臭工艺相比，同步脱硫脱氨工艺在空床停留时间为6.0 s时，脱硫率可由（63.4±25.5）%增至（70.9±16.9）%，这是由于氨气溶解使循环液pH由6.04±0.39增至8.50±0.49，强化了硫化物的解离过程，进而增加了硫化氢的吸收量。同时，在同步脱硫脱氨生物滴滤塔中还可去除（66.2±21.0）%的氨气，即在提升脱硫性能的同时，可降低化学吸收塔的药剂消耗。因此，采用同步脱硫脱氨工艺可有效提升氨气及硫化氢去除效率，降低污泥好氧发酵除臭系统的建设及运行成本。

基于流量监测数据的DMA用水特征分析

2025年03月01 00:00

城市供水管网中的独立计量区（DMA）以居民用水为主，其流量监测数据反映了居民用水变化规律。为充分挖掘DMA用水特征，以北方某城市的DMA为研究对象，基于水表传输的实时流量数据，识别并清洗异常流量数据后，分别从假期效应、高峰用水时刻分布、人口数据与用水量的相关性三个角度分析DMA用水时变化和日变化规律；并结合DMA物理属性信息拟合月用水量与用水户数、管线长度、占地面积的关系。结果表明，不同类型DMA在假日期间小时用水量呈现相似的早晚高峰用水量波动，日用水量变化规律显现相似的“U”型波动，月用水量与三类物理属性影响因子呈指数函数关系。研究得到的多个时间维度的DMA用水特征，可为管网供水调控、DMA水量数据监测与管理提供依据，且时变人口热值可为DMA短期用水量预测提供参考。

国产CMIET与进口MIEX树脂的结构及性能对比

2025年03月01 00:00

对比分析了自主研发、生产的国产丙烯酸系磁性阴离子交换树脂（CMIET）和进口树脂（MIEX）的结构、性能及工业化应用效果。结果表明，两者均以γ-Fe₂O₃作为磁性材料，具有铁磁性和自吸沉降性能。两者同样具有微孔结构，CMIET的表面有丰富的孔洞，结构粗糙，可提供更多的吸附位点；CMIET在去除单宁酸（TA）和无机阴离子PO₄^3- 、NO₃^-方面优于MIEX。两种树脂在应用前后磁性和粒径变化均不大。在同等水质情况下，两者均能够在水处理系统中形成稳定的床层，CMIET在去除可溶性有机碳（DOC）方面优于MIEX。总之，CMIET呈现出具有较好结构性能和较低运行成本的双重优势。

给水管道中铁氧化细菌生长特性优化及腐蚀研究

2025年03月01 00:00

给水管网的腐蚀问题已经成为供水行业普遍关注的热点，其中微生物腐蚀是重要因素之一。结合一株实际给水管道铁氧化细菌LSS-1，研究了不同碳源、pH、C/N值和温度对其生长的影响，确定了LSS-1的最优生长条件为：pH=7.28、C/N值=5.32、温度=28.45 ℃。这三个因素对LSS-1生长影响的排序为：pH>C/N值>温度。此外，利用总铁、二价铁、腐蚀速率和腐蚀产物特征，对LSS-1的腐蚀过程进行了定量分析。结果发现，总铁和二价铁浓度均呈现先升高后降低的趋势，且在16 d时达到最大值，分别为12.56和0.31 mg/L；腐蚀速率在第10天达到最大值0.73 mm/a，在第30天时达到最小值0.21 mm/a。

复合金属改性生物砂滤池的启动及生物量分析

2025年03月01 00:00

为了提高生物砂滤池的除污能力，采用复合金属对石英砂（QS）表面进行改性，以模拟污水厂尾水为处理对象，考察改性石英砂滤池挂膜启动过程中的除污效果以及运行稳定后的生物量。结果表明，氧化铁改性砂（FS）、铁锰改性砂（FMS）和铁锌改性砂（FZS）表面均形成了不同形态金属氧化物层的次生结构，更有利于微生物的附着增殖；各滤池启动后，对浊度的去除效果历时5 d基本达到稳定，对COD的去除效果历时19~24 d达到稳定，对NH₄⁺-N的去除效果达到稳定较COD滞后2~4 d；挂膜成功后，3种改性石英砂滤池对COD和NH₄⁺-N的去除率均较普通石英砂滤池有所提高，其中FZS滤池的处理效果最好，对COD、NH₄⁺-N和浊度的平均去除率分别为54.2%、89.9%和88.2%；QS、FS、FMS和FZS滤池的平均生物量分别为6.47、7.43、8.31和8.92 mg/g，其中FZS滤池生物膜的EPS含量最高，微生物在其表面的成膜速率及生物膜的稳定性最好。

厌氧氨氧化膜生物反应器的快速启动和稳定运行

2025年03月01 00:00

厌氧氨氧化（Anammox）作为一种节能高效的新型脱氮工艺，启动缓慢和难以稳定运行是限制其工程应用的主要因素。为此，提出了耦合膜生物反应器（MBR）的Anammox快速启动与稳定运行策略，采用以模拟废水为进水的中试规模连续流反应器，接种污水处理厂厌氧池污泥，在温度为（32.1±1.6） ℃、pH=7.40~8.75的条件下，通过连续搅拌、提高进水基质浓度，成功缩短启动时间至135 d。系统稳定运行时，NH₄⁺-N、NO₂^--N平均去除率分别达到95.61%和92.17%，通过阶梯式提高进水基质浓度和缩短水力停留时间（HRT），TN容积去除负荷（NRR）最高可达1.36 kg/（m³·d），反应器脱氮性能良好。经驯化培养，系统培育出Candidatus_Brocadia、Candidatus_Jettenia和Candidatus_Kuenenia三种Anammox功能菌，三种细菌在膜组件表面与颗粒污泥中的总丰度分别达到20.78%和22.79%，实现了不同生态位上的高度富集，强化了多种Anammox功能菌的协同脱氮效果。

调试启动期膜生物反应器对消毒剂的应激响应

2025年03月01 00:00

采用白羽鸡孵化场含消毒液的冲洗废水为进水，考察了调试启动期AO-MBR系统中好氧污泥对于消毒剂冲击的应激响应。结果表明，水质与工况同步出现了对冲击的应激响应现象。系统在第3天出现了恶化（污泥絮体破碎，跨膜压差TMP和产水溶解性有机物DOM升高等），在第7天后逐步恢复。进一步使用16S rRNA与ITS手段对不同时序的活性污泥进行测序和相关性分析，筛选出了与此变化强相关的细菌和真菌。初步验证了采用一体化MBR设备处理白羽鸡孵化场废水的可行性，并从降低浓度、增加营养物质和间歇运行三个方面提出了应对消毒剂冲击的建议和措施。

iMLE工艺强化脱氮和节能降耗的应用实践

2025年03月01 00:00

利用间歇式缺氧-好氧工艺（iMLE）工艺，对深圳市深水光明水质净化厂一组生化系统进行了强化脱氮改造。在生产性试验中，当处理量为2.5×10⁴~3.15×10⁴ m³/d时，分别在雨季、旱季和旱季高流量下，分析了iMLE工艺的脱氮效率、曝气风量消耗、碳源投加量，以及污泥硝化与反硝化活性等。在雨季（8月1日—10月8日）、旱季（10月9日—12月2日）和旱季高流量（12月3日—31日）三个阶段，进水总氮浓度分别为21.9、32.3和42.2 mg/L，BOD₅/TN值分别为2.9、3.2和2.9，总氮容积负荷分别为45.9、61.8和92.3 g/（m³·d），表明三个阶段的进水TN浓度和负荷差异显著，而BOD5/TN值差异不大。三个阶段的平均出水总氮浓度分别为4.7、5.8和8.5 mg/L，平均去除率分别为78.2%、81.7%和79.4%。试验期间，iMLE工艺未投加任何碳源，相比于平行的两级A/O工艺，节约碳源投加费用约0.15 元/m³。旱季高流量时，iMLE工艺去除单位COD所消耗的气量相比两级A/O工艺仍下降了41%。此外，当碳源充足时，iMLE工艺和两级A/O工艺的最大污泥反硝化速率分别为4.4和3.6 mg/（gVSS·h），表明iMLE工艺污泥的反硝化活性更强。因此，iMLE工艺能协同提高脱氮效率、降低脱氮成本和减少碳排放量，为污水厂改造提供了新方案。

Fe³⁺负载的D113耐盐树脂对水中草甘膦的吸附性能

肖谷清 — 2025年03月01 00:00

采用FeCl₃将D113树脂转型为Fe3+负载的D113树脂（命名为R-Fe），研究耐盐性R-Fe对水中草甘膦的吸附性能及机理。采用电感耦合等离子体光谱（ICP）法测得R-Fe中Fe³⁺负载量为1.94 mmol/g，R-Fe对草甘膦的吸附量大于D113树脂和Al³⁺、Ni²⁺负载的D113树脂对草甘膦的吸附量；当草甘膦水溶液中NaCl质量分数为0~16%时，R-Fe对草甘膦的吸附量保持在102.2~105.1 mg/g，相较于330、D301和文献中报道的其他13种吸附剂具有更优异的耐盐性和稳定的草甘膦吸附能力；当草甘膦溶液pH=2.77时，草甘膦主要处于pKa₂的电离平衡中，R-Fe对草甘膦的吸附量达到最大值105.1 mg/g；R-Fe对草甘膦的吸附机理为R-Fe中Fe³⁺通过与草甘膦中膦酸基的氧原子形成配位键来吸附草甘膦。

超微曝气抑制黑臭底泥污染释放的效果

2025年03月01 00:00

为了了解超微曝气在黑臭水体修复中对内源污染物释放的抑制效果，采用小试分析了超微曝气和鼓风曝气对底泥上覆水水质、复氧速率及微生物群落多样性的影响。结果表明，曝气能够削减黑臭底泥中内源污染物TOC、NH₃-N的浓度，削减率分别为71.01%和48.66%，均高于鼓风曝气组。在对上覆水充分曝气的条件下，上覆水中致臭物质含量降至检测限以下。由于超微曝气具有超微气泡在水中停留时间更长、更易附着在底泥表面的特点，对水体复氧的持久性更高。此外，超微曝气显著降低了底泥中厌氧微生物丰度，提高了以脱硫杆菌（Desulfobacterota）和酸杆菌门（Acidobacteriota）等为代表的好氧菌门丰度，从而实现对河道内源污染物的削减和释放抑制。

RBC-O/A-MBR处理晚期垃圾渗滤液中试研究

2025年03月01 00:00

采用基于短程硝化反硝化（PND）的生物转盘（RBC）-O/A-MBR组合工艺处理晚期垃圾渗滤液，分析运行过程中各工艺单元对污染物的去除效果及微生物群落结构的变化。结果表明，通过控制DO在0.3~0.7 mg/L成功启动了短程硝化。在RBC充分利用原水BOD₅的前提下按C/N=1.6向A池投加甲醇，总无机氮去除率（TINRE）可达99.02%。16S rRNA高通量测序结果表明，第121天活性污泥和RBC生物膜中的优势菌属为甲醇反硝化菌Hyphomicrobium（39.06%、16.96%），且norank_f__Anaerolineaceae（9.11%、5.48%）可能是系统中的优势氨氧化菌（AOB）。

基于LCA-SD的老旧小区海绵化改造碳减排效益评价

2025年03月01 00:00

老旧小区海绵化改造是海绵城市建设的重要组成部分，研究其碳减排效益的评价方法及碳减排量的测算模型对实现碳中和具有重要意义。为此，构建了适用于老旧小区海绵化改造过程中碳减排核算及效益评价的全生命周期评价（LCA）模型和基于全生命周期理论的系统动力学（LCA-SD）模型。以W市某老旧小区的海绵化改造项目为例，通过实际数据验证LCA-SD模型仿真的可靠性，并对该案例的碳减排量进行核算。通过LCA核算模型发现，老旧小区海绵化改造过程产生的最大碳排放量发生在施工阶段，占该项目碳排放总量的48.8%，最大碳汇量来源于雨水净化阶段；LCA-SD模型具备仿真模拟的可靠性，可对老旧小区海绵化改造项目的碳排放量及碳汇量变化进行模拟与预测；在LCA-SD模型中，碳汇的主要来源是城市绿地碳循环系统，预测该项目将于2039年实现碳中和；LCA-SD模型核算的碳排放量及碳汇量结果均大于LCA模型。

基于Transformer和CNN的排水管网缺陷识别方法

2025年03月01 00:00

鉴于传统人工检测并识别排水管网缺陷的方法存在工作量巨大且费时费力的问题，提出了一种基于卷积神经网络（CNN）和Transformer的排水管网缺陷自动识别方法，模型命名为RFCBAM-CGA-RTDETR。该模型在RT-DETR的基础上，首先采用感受野卷积注意力机制强化网络在主干部分的特征学习能力，然后采用级联分组注意力机制减少网络在编码过程中的计算量并保持对深层特征的提取能力，最后采用inner-MPDIoU算法优化预测框回归收敛过程。采用该模型对14种管网缺陷进行检测，并与其他目标检测模型进行对比，结果显示，该模型可以精准识别各类排水管网缺陷，平均精度mAP50值相较于RT-DETR和YOLOv8分别提高8.6%和12%，并且各类评价指标均优于其他模型，证明了该模型在排水管网缺陷识别上的有效性和泛化性。

基于SWMM模型的分流制污水泵站多目标优化

2025年03月01 00:00

城市排水系统是维持水环境质量的关键基础设施之一。然而，城市老城区分流制排水系统存在的错接、漏接问题导致难以完全实现 “雨污分流”，从而致使污水溢流、河道“返黑返臭”、污水处理厂进水COD浓度偏低、泵站高位运行等问题。基于此，以镇江市某排水区域为研究对象，结合SWMM模型和NSGA-Ⅱ算法提出了一种城市污水泵站调度技术。通过将子汇水区接入污水管网并控制不渗透比例，模拟降雨对生活污水的渗透作用。在连续降雨场景下，通过算法寻优获得泵站最佳启动深度策略。经过优化后，在实现污水厂进水COD浓度提升至250 mg/L的基础上，节点积水累计时间减少26.2%，泵站能耗下降20.0%，提高了排水系统的运行性能。

中国给水排水

基于原位扩容改造的AOA耦合MBBR工艺中试研究

改良型多点进水多级A/O系统运行模式的优化

亚硝酸盐型反硝化除磷系统的快速建立及除磷特性

AOA-SBFASR对城市污水的处理效能及氮代谢通路

污泥发酵氮硫转化及同步脱硫脱氨生物除臭特性

基于流量监测数据的DMA用水特征分析

国产CMIET与进口MIEX树脂的结构及性能对比

给水管道中铁氧化细菌生长特性优化及腐蚀研究

复合金属改性生物砂滤池的启动及生物量分析

厌氧氨氧化膜生物反应器的快速启动和稳定运行

调试启动期膜生物反应器对消毒剂的应激响应

iMLE工艺强化脱氮和节能降耗的应用实践

Fe3+负载的D113耐盐树脂对水中草甘膦的吸附性能

超微曝气抑制黑臭底泥污染释放的效果

RBC-O/A-MBR处理晚期垃圾渗滤液中试研究

基于LCA-SD的老旧小区海绵化改造碳减排效益评价

基于Transformer和CNN的排水管网缺陷识别方法

基于SWMM模型的分流制污水泵站多目标优化

Fe³⁺负载的D113耐盐树脂对水中草甘膦的吸附性能