中国给水排水

邯郸市不同污水处理厂进水微塑料赋存特征及去除

2025年04月01 00:00

以邯郸市两座采用不同工艺的污水处理厂为研究对象，考察了进水中微塑料（MPs）的丰度特征以及各处理单元对不同形状、粒径、颜色和类型的微塑料的去除效果。采用密度浮选和消解分离提取MPs，经体视显微镜观察并结合傅里叶变换显微红外光谱仪获得其赋存特征。结果表明，进水中的微塑料主要为纤维状，优势粒径集中在0~0.5 mm，聚合物类型主要为聚丙烯（PP）和聚乙烯（PE）。两座污水处理厂对微塑料的总去除率分别为（83.62±1.59）%和（93.20±2.17）%，去除能力存在一定差异，这可能与其采用的处理工艺不同有关。此外，纤维状MPs的去除难度最大；随MPs粒径降低，去除难度增加；颜色不是影响MPs去除效果的因素。

碳源形态与分布对脱氮除磷效能及功能菌群的影响

2025年04月01 00:00

针对城镇污水脱氮除磷系统中碳源利用率低的问题，研究了3种不同运行工况的序批式反应器SBR_-AOA（厌氧-好氧-缺氧）、SBR_-AAO（厌氧-缺氧-好氧）、SBR_-OA（好氧-缺氧）系统中碳源的形态与分布，并解析其对系统脱氮除磷效能及微生物菌群的影响。结果表明，在3组反应器中，碳源的形态与分布、脱氮除磷效能均有明显差别。在温度为25~30 ℃、DO为2~4 mg/L、COD/TN值为7.5、排水比为0.4的条件下，SBR_-AOA系统的NH₄⁺-N、TN、TP平均去除率分别为98.25%、90.35%、99.60%，较SBR_-AAO和SBR_-OA系统分别高2.17%、15.12%、0.10%和11.35%、5.51%、6.20%。SBR_-AOA系统中厌氧段的PHAs合成速率及好氧段的硝化速率显著高于SBR_-AAO和SBR_-OA系统，前置厌氧段与后置缺氧段有利于转变碳源的形态、优化碳源分配，避免了有机物对自养硝化菌的胁迫，并促进了异养硝化菌-好氧反硝化菌群的富集。各系统中的优势脱氮功能菌属主要有Nitrospira、Rhodobacter、Candidatus_Competibacter、Thauera、Hyphomicrobium、Ferruginibacter、Dechloromonas，SBR_-AOA系统中硝化、反硝化、聚磷菌属的丰度及脱氮关键酶活性均显著高于另外两个系统，碳源形态及分布对功能菌群的富集影响显著。

强化型生态浮床净化富营养化水体的效能与机制

2025年04月01 00:00

传统生态浮床用于水体净化时，存在植物种类选择单一、填料效果不理想、去除污染物效率低以及系统稳定性差等局限。通过选择优势种浮床植物和Mg-Al改性玉米秸秆生物炭填料（新型填料MACSB）来改进传统生态浮床，以提升其对富营养化水体的修复效果。结果显示，MACSB填料提高了系统的磷利用率和抑藻能力，且对植物生长无显著影响。植物组合-MACSB填料复合强化型生态浮床表现最佳，对TN、TP、COD和NH₄⁺-N的去除率分别达到78.41%、96.83%、72.16%和99.54%，NO₃^--N积累情况也最为理想。高通量测序结果表明，引入优势种浮床植物组和MACSB填料均显著影响了水体微生物群落结构，并反映出各系统微生物群落结构的差异性。可见，通过改进生态浮床系统的设计，能够显著提升其对富营养化水体的修复效果。

基于浊质粒径分布演变的絮凝沉淀工艺滞后性分析

2025年04月01 00:00

针对絮凝投药滞后性这一特征，通过检测不同粒径范围的絮体颗粒数在进水条件与投药量变化情况下的趋势及其滞后性，分析了絮体颗粒数分布的时空变化，以实现水厂投药的快速响应，提高其稳定性。研究表明，进水流量的变化可通过15~25 μm粒径范围内的絮体颗粒数变化迅速反映。当进水流量减小时，絮凝前期水样中15~25 μm的颗粒数表现出较小的滞后性，在8 min左右，颗粒数量快速减少；而当进水流量增加时，絮凝前期水样中15~25 μm的絮体颗粒数在4 min后开始增加。在进水浊度突变的情况下，10~15 μm的絮体颗粒数在絮凝前期也表现出快速变化，滞后性较小，通常在4 min内即可反映进水浊度的突然变化。此外，沉后水浊度去除率与絮凝末期粒径>10 μm的颗粒数之间具有良好的相关性，该粒径的颗粒数越少，沉后水浊度去除率越高。

超滤作为臭氧/生物活性炭前处理工艺的适用性研究

2025年04月01 00:00

用超滤替代常规工艺作为臭氧/生物活性炭的前处理工艺，组成超滤-臭氧/生物活性炭工艺，并与常规-臭氧/生物活性炭进行比较，考察两种工艺对污染物的去除效果及消毒副产物生成情况。结果表明，超滤可有效截留浊度和藻类，虽然对TOC和UV₂₅₄的去除效果劣于常规工艺，但后续臭氧/生物活性炭的去除效果远优于采用常规工艺作为前处理的去除效果。此外，超滤替代常规工艺作为前处理可有效提升臭氧/生物活性炭去除三卤甲烷和卤乙酸前体物的效果；由于超滤有效去除了可生物同化有机碳（AOC）和生物可降解溶解性有机碳（BDOC）的前体物，后续臭氧/生物活性炭的去除效果提升。三维荧光平行因子分析表明，超滤前处理可有效提高活性炭去除有机物的效果。

藻源污染物对正渗透膜分离性能的影响

2025年04月01 00:00

正渗透（FO）在处理含藻水体时存在的主要问题是膜污染，水通量可能会受到累积在膜表面的活/死藻细胞以及藻源有机物的影响。为此，探究了铜绿微囊藻藻源污染物对FO膜分离的影响，并明确分离过程中的主要污染物。结果表明，铜绿微囊藻的4种藻源污染物即活藻细胞、死藻细胞、藻细胞外有机物（EOM）、藻细胞内有机物（IOM）引起的水通量损失分别为27.43%、9.57%、13.14%、17.53%，其中，活藻细胞造成的膜污染最严重，IOM次之。活藻细胞的界面能垒值（0.26×10^-18 J）比死藻细胞（1.63×10^-18 J）小，表明活藻细胞与正渗透膜之间的排斥作用较小，进而导致其造成的膜污染更严重。XDLVO理论的计算结果表明，活藻细胞+EOM的组合界面自由能更负，容易相互聚合并黏附在FO膜上，其造成的水通量损失在混合污染中最大。

二供管材对管网余氯衰减及管壁生物膜的影响

2025年04月01 00:00

余氯不足是城镇供水末端水质不合格的主要原因，研究管材对二次供水余氯衰减的影响对保障饮水安全具有重要意义。基于此，创建了包含不锈钢管（SSP）、聚乙烯内衬钢管（PE-SP）、聚氨酯内衬球墨铸铁管（PU-DIP）、水泥砂浆内衬球墨铸铁管（CM-DIP）、水泥砂浆环氧密封层内衬球墨铸铁管（EPOXY-CM-DIP）5种管材的二次供水模拟系统，并且运行了三年，模拟了低余氯静态和动态工况下的余氯衰减情况，并通过16S rRNA基因高通量测序和实时荧光定量PCR（qPCR）技术对管壁生物膜进行微生物群落结构和生物量分析。结果表明，管材对余氯衰减系数k影响显著，5种不同管材静态和动态k的范围为0.032 2~1.908 3 h^-1，并且不同管材k的排序为EPOXY-CM-DIP>CM-DIP>PU-DIP>PE-SP>SSP；基于16S rRNA基因拷贝数测定管壁生物量，其排序为PU-DIP（7.77×10³copies/cm²）>EPOXY-CM-DIP（4.95×10³ copies/cm²）>PE-SP（2.14×10³copies/cm²）>CM-DIP（0.52×10³ copies/cm²）>SSP（0.46×10³ copies/cm²），PU-DIP是SSP管壁生物量的16.9倍；管材可以影响管壁生物膜群落，PE-SP和EPOXY-CM-DIP管壁的优势菌属为Sphingomonas，PU-DIP管壁的优势菌属为Phreatobacter，这两种菌均为耐氯菌。综合考虑余氯衰减及生物膜特性，SSP最适合作为二次供水管材，PE-SP次之。

供水管网分区后加氯策略优化方法

段婷，王琦 — 2025年04月01 00:00

为探究供水管网分区对加氯策略的影响，采用“模拟-优化”框架，提出了一种有效控制管网分区后余氯浓度的加氯策略优化方法。基于J案例管网的结果显示，管网加氯总量、加氯站数量和加氯复杂度之间存在明显的权衡关系。在保障节点水质安全的前提下，分区后的优化方案比分区前最多可节约氯耗达46.8%。管网分区会对原有加氯方案下的管网水质产生负面影响。二次加氯方式越灵活，分区后关键节点水质受到的负面影响越小。为保障分区后的水质安全，需要重新调整加氯方案，并适当增加总的氯投加量。建议在制订管网分区方案时将分区后对管网加氯的影响纳入成本效益分析过程，协调控漏效益与药耗增量之间的矛盾关系。

基于滤波重构时间序列回归算法的需水量预测

关思源，张巧珍 — 2025年04月01 00:00

为合理分配供水量、提高供水效率、保障供水安全，自来水厂对用户需水量的准确预测是十分必要的。采用基于样本特征的滤波重构自回归模型，能够在保留趋势性数据的同时，对异常数据进行剔除。通过相关性分析发现，城市需水量与时间具有高度的线性相关性；采用滑动窗口对原数据进行时间序列分析，结合滤波重构，平均绝对百分比误差为2.26%，且近92%的数据落在误差5%以内，明显优于单一时序分析法和其他机器学习。采用该算法进行需水量预测，建模后应用于某自来水公司生产调度，其降低了出厂水压力和供水压力电耗，降低幅度分别为5.64%和4.55%。

NSUF技术在自来水厂废水回用处理中的应用

2025年04月01 00:00

针对传统超滤技术在自来水厂生产废水处理过程中存在的问题，设计研发了一种非浸没式超滤（NSUF）技术对水厂生产废水进行回用处理。通过考察和优化运行过程中膜通量与膜污染的关系，确定了较优的运行参数和清洗工况。中试结果表明，相较于传统卷式膜和管式膜，采用NSUF技术后出水水质稳定，对浊度的平均去除率为99%，产水浊度<0.03 NTU，产水各项指标均优于《生活饮用水卫生标准》（GB 5749—2022），平均产水率达98.5%。此外，通过扫描电子显微镜（SEM）对膜表面进行表征，发现膜污染情况较轻；NSUF技术处理成本约为0.238 元/m³。相较传统水厂生产废水回用处理技术，NSUF技术处理效能更高，运维成本更低，具有推广应用的前景。

MBBR工艺用于北方某污水厂提标改造的效果

2025年04月01 00:00

北方某污水处理厂一期设计规模为50×10⁴ m³/d，设计出水水质执行国家一级A标准，需要提标至《子牙河流域水污染物排放标准》（DB 13/2796—2018）中重点控制区排放限值标准。该污水厂采用移动床生物膜反应器（MBBR）工艺进行升级改造，改造后生化池出水COD、TP、NH₄⁺-N、TN分别为（16.2±3.9）、（0.2±0.2）、（0.18±0.1）、（8.1±2.2） mg/L。改造后出水水质稳定优于设计排放标准，原水碳源利用率提高了63.14%，减少了36.5%的外碳源投加量和43.4%的聚合氯化铝（PAC）投加量。系统中的优势硝化菌属为Nitrospira，其在生物膜中的相对丰度达到7.31%，是活性污泥中的6.5倍。基于MBBR的原位改造实现了系统脱氮与除磷能力的同步提升，保障了出水水质的稳定达标，同时降低了运行费用。

基于BioWin对AAO-MBR工艺的生物除磷优化

2025年04月01 00:00

针对武汉市某污水处理厂的AAO-MBR工艺，基于BioWin 6.0建立污水厂全流程水质动力学模型。对污水进行表征并根据STOWA协议校准模型。使用一整年数据的动态模拟对模型精确度进行验证，结果显示该模型的精度是可以接受的。针对该AAO-MBR工艺出水TP不稳定的问题，对好氧区DO浓度、系统排泥量、各级回流量等不同工况分别进行模拟，结果表明，根据进水温度分时段调整工艺运行工况，当水温在20 ℃以上时，降低好氧区曝气量，减小混合液回流量与系统排泥量；当水温在20 ℃以下时，维持现状运行工况，以保证出水总氮与氨氮浓度达到国家一级A标准。在此优化策略下，模型模拟结果显示，在不投加除磷药剂情况下，系统的生物除磷率均值从42%提高到59%，同时全年的氨氮和总氮达标率均为100%。

温度对厌氧氨氧化生物滤柱处理低氮废水的影响

2025年04月01 00:00

分析了厌氧氨氧化生物滤柱反应器（ABFR）在温度梯度下降过程的脱氮性能，研究了温度对沿程水质变化及厌氧氨氧化活性的影响，最后探讨了在（22±1） ℃下ABFR中功能微生物的群落分布。结果表明，在进水NH₄⁺-N浓度为（47±3） mg/L、NO₂^--N浓度为（53±4） mg/L、水力停留时间（HRT）为1.5 h、氮负荷率为1.62 kg/（m³·d）的条件下，当ABFR从（31±1） ℃梯度下降至（22±1） ℃时，总氮去除率能够稳定在86%以上，出水氨氮和总氮浓度可达到排放标准。尽管如此，不同温度时反应器的适应期和厌氧氨氧化比活性（SAA）相差较大，温度越低则SAA越小，因而适应期越长。在（22±1） ℃时SAA约为0.84 mg/（gVSS·h）（以N计），而适应期为36 d，此时对温度适应性较强的Candidatus Brocadia和Candidatus Jettenia属于主导厌氧氨氧化菌。总之，ABFR具有缓解降温对系统冲击的能力，在温度为（22±1） ℃时能够获得稳定而良好的总氮去除效果，是一种颇有前景的低氮废水厌氧氨氧化处理装置。

改性沸石固定微藻用于鱼塘养殖尾水脱氮

2025年04月01 00:00

为解决低C/N鱼塘养殖尾水难以高效脱氮的问题，制备了壳聚糖-Na型双改性多孔活化沸石（Na-Zeo@CS）作为小球藻固定材料，比较天然斜发沸石、壳聚糖和Na-Zeo@CS对小球藻的吸附沉降效率，并在此基础上对负载小球藻的Na-Zeo@CS降解含氮污染物的效果进行研究。结果表明，制备的Na-Zeo@CS在投加量为4.0 g/L、水体pH为5~7、藻初始密度为0.2~0.6 g/L的条件下具有较好的藻细胞吸附沉降效果。负载小球藻的Na-Zeo@CS在72 h后对水中NH₄⁺-N和NO₃^--N的去除率分别为83.81%和45.02%，小球藻通过解附Na-Zeo@CS吸附的NH₄⁺-N完成生物再生，经再生后的Na-Zeo@CS对NH4+-N的吸附容量最高可达再生前的86.45%。采用扫描电子显微镜（SEM）对产物进行表征，观察到Na-Zeo@CS表面附着了大量小球藻，分析认为Na-Zeo@CS通过静电吸引和网捕絮凝作用吸附小球藻，降低了藻细胞表面的电荷，使其脱稳沉降。

低溶解氧下腐殖土生化系统处理农村污水的效能

2025年04月01 00:00

针对传统AO_N工艺曝气量大、能耗高等问题，开发出腐殖土生化系统（HSBS）并处理模拟农村污水，考察了HSBS与AO_N工艺在污染物去除效能、污泥特征及微生物群落方面的差异。结果表明，HSBS在低溶解氧（DO为0.3～0.7 mg/L）条件下对污水中COD、NH₄⁺-N和TN的去除率分别为97.1%、91.2%、84.4%，相应出水浓度分别为11.0、3.5和6.3 mg/L，其中对TN的去除率较AON工艺提升了12.6%，表现出良好的处理效果。高通量测序结果显示，与AO_N工艺相比，HSBS具有更高的微生物群落丰富度和多样性，并且该系统中存在Proteobacteria、Patescibacteria、Chloroflexi和Bacteroidota等多种优势菌门，在生化脱氮过程中发挥着重要作用，增强了HSBS对污染物的去除效能。可见，HSBS可替代AO_N处理农村污水，为农村污水高效低耗处理提供了技术和理论参考。

三氯生对污泥高温厌氧消化的影响及机制

2025年04月01 00:00

三氯生（TCS）是污泥内常被检出的新污染物，但关于TCS对污泥生物处理的影响鲜有报道。为此，在高温条件下考察了TCS对污泥厌氧消化的影响，并探究相关作用机制。结果表明，TCS会显著抑制甲烷产量及甲烷在沼气中的体积占比。同时，TCS会促进污泥的水解过程，导致发酵液内溶解性COD（SCOD）、溶解性蛋白质和溶解性多糖浓度升高；但TCS会抑制水解产物的酸化过程，导致短链脂肪酸（SCFA）产量下降，并降低乙酸盐在SCFA中的占比。微生物代谢活性分析结果显示，TCS的存在提高了活性氧（ROS）和乳酸脱氢酶（LDH）释放量，且TCS含量越高，ROS和LDH的释放就越显著。酶活性分析结果显示，TCS的存在降低了与酸化和甲烷化相关的酶活性，当TCS含量为1.2 g/kg时，辅酶F420的相对活性降至31.2%。

基于前表面荧光的活性污泥生化特性解析

李坦，邹康，余华荣 — 2025年04月01 00:00

活性污泥的耗氧速率（OUR）和底物降解速率是污泥生化特性的重要参数，但其检测步骤繁琐，无法原位实时监测。基于此，采用前表面荧光激发-发射矩阵（FF-EEM）对序批式反应器（SBR）中活性污泥在一个反应周期内的荧光特性进行分析，并对比了OUR与底物降解速率的变化。结果表明，FF-EEM检测到的烟酰胺腺嘌呤二核苷酸（NADH）在稳定期和内源呼吸期与底物降解速率的相关性良好（相关系数为0.915 3）；在整个周期内，NADH与活性污泥耗氧速率有很好的相关性（相关系数为0.682 0）。因而，有望通过FF-EEM在线监测活性污泥中NADH荧光来分析其生化特性，进而指导工艺的智慧调控。

基于在线液位监测的排水管网异常状态诊断

成浩科，文铖，张烨，张亚洁，陈凤梅 — 2025年04月01 00:00

为了充分挖掘在线液位监测数据在排水管网运维中的作用，识别液位变化规律和诊断管网异常运行状态，通过对液位长期监测数据的分析及现场复核验证，在明确管网上下游液位相关关系的基础上，进一步分析了管道液位上涨/下降过程及不同淤积状态对上下游液面高程差变化规律的影响。结果表明，上下游液面高程差与下游管道液位存在联动关系，而由降雨过程中雨水混接所带来的液位变化会导致上下游液面高程差与下游液位的关系异于常规情况；在上游存在多条支管的情况下，支管与主管之间的上下游液面高程差波动程度比无支管情况下要大，支管的淤积会对自身以及其他支管与下游主管的液位变化带来不同的影响。通过合理布置监测点和掌握管道液位的变化规律可更加精确地判断实际管道发生的异常情况类型及位置。

改良型干植草沟对校园雨水径流污染的控制效果

2025年04月01 00:00

通过构建标准转输型植草沟（GS）和改良型干植草沟（MBS），结合羟基铝蛭石污泥颗粒填料，对植草沟在校园雨水径流污染控制方面的应用效果进行了实地监测和分析。结果显示，相比标准转输型植草沟，改良型干植草沟对雨水径流中TSS、COD、氮、磷等污染物的去除效果更显著；植草沟的出流位置不同，对污染物的去除效果和机制也不尽相同，上表面出流的GS与MBS对径流污染物的去除效果相当，净化机制主要为植被截留吸附和土壤下渗作用，而下渗管出流的MBS主要利用生物填料层的过滤、吸附、截留等作用去除径流污染物，去除效果更优。