中国给水排水

有机物浓度对主流厌氧氨氧化工艺脱氮性能的影响

2025年07月01 00:00

利用两套上流式厌氧污泥床（UASB）反应器（R1和R2），分别构建聚氨酯和生物炭填料的泥膜复合系统，探究其在低氮负荷（NH₄⁺-N=50 mg/L，NO₂^--N=60 mg/L，HRT=9 h）条件下的厌氧氨氧化性能。结果表明，两系统均成功启动了厌氧氨氧化反应器。投加有机物后，R1的总氮（TN）去除率稳步提升至69.88%，而R2的TN去除率从67.61%降至55.16%。¹⁵N稳定同位素示踪试验结果表明，R1的厌氧氨氧化活性显著高于R2。两反应器中胞外聚合物（EPS）的主要成分为酪氨酸和色氨酸。微生物分析发现，优势厌氧氨氧化菌属为Candidatus_Brocadia和Candidatus_Jettenia。投加有机物后，R2中反硝化菌（如Denitratisoma和Thauera）的相对丰度显著增加，推测与生物炭促进反硝化菌增殖有关，该变化使得厌氧氨氧化菌的活性受到抑制。

连续流AOA工艺碳氮磷去除与微生物群落结构特征

2025年07月01 00:00

以模拟城市污水为处理对象，采用连续流AOA反应器接种二沉池剩余污泥，并通过调控进水COD浓度、曝气量、进水流量等探究了AOA脱氮除磷系统启动的最适条件和优化运行特性。经70 d的连续运行，TIN去除率最高可达60.93%。在厌氧段，聚磷菌（PAOs）和聚糖菌（GAOs）充分利用进水中的有机碳源，COD浓度可降至42.20 mg/L，释磷量达23.49 mg/L；在好氧段，PAOs的好氧吸磷效果较好（达20.70 mg/L），同时NH₄⁺-N去除率稳定达到100%，实现了NH₄⁺-N向NO₃^--N的完全转化；在缺氧段，PAOs和GAOs利用NO₃^--N进行内源短程反硝化和除磷，NO₂^--N积累率可达66.80%。高通量测序结果表明，聚糖菌Candidatus_Competibacter的相对丰度从0.96%增加至1.20%，聚磷菌Candidatus_Microthrix、Hyphomicrobium、Tetrasphaera的相对丰度分别从4.04%、2.51%、3.18%增加至15.36%、5.28%、5.41%，促使系统呈现出稳定的厌氧释磷、好氧吸磷、缺氧内源短程反硝化和除磷效能。

超声沉淀/气浮/微流控过滤对机修废水的预处理效能

2025年07月01 00:00

机修废水的水质波动大，含油量高达103.2 mg/L，铁含量为3.5 mg/L，浊度为800 NTU，COD为10 706 mg/L，单一气浮无法有效去除污染物，造成后端生化污泥大量死亡。为此，采用超声沉淀/气浮/微流控过滤复合工艺作为生化反应的预处理，以降低后端碳负荷。结果表明，超声沉淀通过声团聚使浊度去除率达89.45%。气浮中加入25%的次氯酸盐，氧化破坏“油包水”结构，对油的去除率达53.74%。同时Fe²⁺被氧化为Fe³⁺并形成Fe（OH）₃沉淀，铁去除率达89.73%。微流控过滤利用电极电解产生更多不溶性絮体，裹挟COD沉淀去除率达68.05%。在长期运行过程中，含铁量、含油量和浊度较改造前分别下降了96.3%、92.5%和 98.5%，BOD₅/COD由0.15提升到0.40。污水处理厂整体出水水质达到《城市污水再生利用工业用水水质》（GB/T 19923—2005）中洗涤用水要求。预处理总投资为131万元，处理成本为3.80 元/m3，较之前降低41%。该复合工艺的开发为机修废水的生化预处理提供了新的技术思路。

机械扰动与碳基骨架原位强化污泥太阳能干化

2025年07月01 00:00

在太阳能干化过程中，污泥易发生严重的收缩、结壳现象，导致干化效率低下。为此，在实际阳光棚中探索了机械扰动与碳基骨架掺混对污泥太阳能干化过程的原位强化作用。结果表明，机械扰动可缓解结壳效应，促进污泥水分释放，从而缩短干化时长，每日一次扰动可使干化时长减少49.3%。碳基骨架掺混能在机械扰动的基础上进一步提高干化效率，污泥含水率降幅最高可达18.7%。在机械扰动和骨架掺混的协同作用下，污泥干化终点的有机质含量有所提高，产物呈中性，有利于后续应用。

外伸型丝状菌好氧颗粒污泥对罗丹明B的降解效能

2025年07月01 00:00

采用2个相同的序批式反应器（SBR，R1和R2）研究外伸型丝状菌好氧颗粒污泥（AGS）对罗丹明B（RhB）的降解效能。2个SBR接种等量脱水污泥后，在第30天成功培养出外伸型丝状菌AGS；对照组R1未投加RhB，丝状菌过度增殖未得到有效控制，导致AGS失稳。R2在第31~70天投加5~15 mg/L的RhB，可有效抑制丝状菌Proteobacteria、Actinobacterota和Chloroflexi；当RhB投加量达到20 mg/L时，R2在曝气过程中会产生大量气泡，颗粒污泥伴随气泡溢出而流失，不利于AGS的稳定运行。因此，在第71天R2停止投加RhB，AGS逐渐恢复并实现稳定运行。R2对RhB的去除率可维持在67.4%~78.1%，去除过程通过微生物吸附和转化来实现，且以前者为主；投加RhB后COD去除率仍可保持在93.4%以上，而NH₄⁺-N和TP去除率分别从89.0%、100.0%降至67.7%、66.3%。微生物分析结果表明，投加RhB并未抑制与COD降解相关的微生物，却能显著抑制与N和P去除相关的微生物。

曝气量调控协同外加PAC对MBR的碳排放优化

2025年07月01 00:00

为探究单个反应器的减污降碳水平及其优化措施，以粉末活性炭-膜生物反应器（PAC-MBR）工艺为研究对象，在不同气水比（50∶1、65∶1、80∶1）和PAC投加量（1.0、2.0 g/L）条件下设计了6种工况，结合微生物分解代谢、合成代谢、内源代谢机理，以及CO₂、N₂O和CH₄三种温室气体的产生过程，初步评估了PAC-MBR工艺运行过程中化石源CO₂、N₂O、CH₄的排放情况。结果表明，不同运行条件下各类温室气体的排放情况差异较大，当气水比为50∶1、PAC投加量为1.0 g/L时，N2O的总排放量最低，约为0.353 9 kg（以CO₂计，下同）；相对好氧区域的化石源CO₂排放量最低，约为0.012 84 kg。当气水比为80∶1、PAC投量为1.0 g/L时，相对厌氧区域的化石源CO₂排放量最低，约为0.015 39 kg；相对厌氧区域的CH4排放量最低，约为3.347 8 kg。就间接排放的CO₂而言，当气水比为80∶1、PAC投加量为2.0 g/L时排放量最大，当气水比为50∶1、PAC投加量为1.0和2.0 g/L时排放量最小。从碳排放总量来看，当气水比为50∶1、PAC投量为2.0 g/L时，处理单位水量的碳排放总量最低，约为0.003 0 kg/L，气水比的变化对碳排放总体的影响更强。

双碳视阈下城镇污水厂协同减污降碳数学模拟分析

2025年07月01 00:00

污水处理作为全球十大温室气体排放行业之一，如何实现协同减污降碳成为推动我国低碳减排进程的重要课题。采用活性污泥动力学模型结合城镇污水系统厂级碳核算方法，以南方城市某污水处理厂为例，给出了在水质达标条件下实现节能降耗和减少碳排放量的协同方法。利用BioWin软件建立某污水处理厂工艺模型，出水COD、NH₃-N、TN和TP模拟结果与实测数据误差较小。当好氧池到缺氧池的回流比为225%、MBR池到好氧池的回流比为200%、好氧池DO浓度为2 mg/L时，可降低出水NH₃-N和TP浓度，并降低运行能耗，预计节约电费30.75万元/a。同时，优化工艺条件后预计可减少年碳排放量405.73 t （以CO₂计），反哺实现厂界范围内综合碳减排3.5%，且污染物削减碳排放强度降低。在双碳目标约束下，城镇污水处理厂宜采用数学模拟技术探寻最佳工况条件，平衡出水水质和能耗药耗成本，实现减污降碳协同增效。

给水厂常规处理工艺对新污染物的去除及优化

2025年07月01 00:00

为了解给水处理厂常规工艺对水源水中新污染物的去除效果，对广州某给水处理厂各工艺出水的特征新污染物进行了检测。结果表明，该水厂常规工艺可以有效去除双酚A、4-n-壬基酚、布洛芬、罗红霉素和磺胺二甲嘧啶，去除率为86.24%~99.62%；但对阿特拉津（ATZ）和异丙草胺（PPS）的去除率分别仅为1.18%和29.93%，表明部分农药类新污染物难以通过常规工艺去除。模拟该水厂的运行条件，探究了粉末活性炭（粉炭）及其耦合絮凝技术对目标污染物的去除效果。结果表明，投加20 mg/L粉炭，可显著提高对ATZ和PPS的去除率，分别达到66.97%和67.84%。粉炭耦合絮凝技术对大部分目标污染物的去除率低于单独粉炭，可能是由于絮体包裹部分粉炭，进而减少了粉炭与污染物的接触。然而，粉炭耦合絮凝技术对ATZ的去除效果（72.09%）优于单独使用粉炭的，可能是粉炭对ATZ的吸附速度快于絮凝沉降速度，即粉炭优先吸附ATZ。

给水厂生产废水回用对出厂水水质的影响

童祯恭，章曈曈，陈哲炜，王舒琪，康彩霞 — 2025年07月01 00:00

生产废水回用是给水厂节能减排的重要方式之一。以赣江水源给水厂为研究对象，对雨季污染程度相对较高的赣江原水、给水厂沿程水和回流的生产废水进行分析，测算了氨氮（NH₄⁺-N）、总氮（TN）、溶解性有机碳（DOC）等指标的污染负荷，利用三维荧光-区域积分法（FRI）分析了水样中溶解性有机物的分布特征，考察了生产废水回流对典型高致毒性卤乙酰胺类（HAMs）生成势的影响及其与水质指标和各荧光区域积分体积之间的相关性。结果表明，雨季回流虽然会增加工艺的有机物和无机氮污染负荷，但强化混凝作用会使出厂水的总体荧光强度较无回流工艺低约1.7%，还会影响沿程出水中HAMs生成势的变化趋势。Pearson相关性分析显示，各处理单元出水中芳香蛋白酪氨酸类物质、硝酸盐氮浓度和UV₂₅₄与三氯乙酰胺（TCAM）和总生成势之间呈现显著相关，且各荧光区域积分能有效预测二氯乙酰胺（DCAM）和TCAM的生成势。总体而言，在雨季生产废水可进行间接回流，对出厂水水质影响较小。

负载纳米银改性聚氨酯海绵的制备及其消毒效能

汤琼芳，伍书翰，李诗茵，骆华勇 — 2025年07月01 00:00

开发一种能够实现安全高效的使用点（POU）水消毒的可持续和环境友好的纳米银复合材料仍然是一个挑战。提出一种简单易行的方法并成功制备了均匀负载银纳米粒子（AgNPs）的多乙烯多胺接枝壳聚糖/聚氨酯复合海绵材料（CS-g-PEPA/PUF@Ag），对其理化性质进行表征，并考察了对大肠杆菌（E. coli）的抑菌/杀菌效果以及用于实际天然水体消毒的可行性。结果表明，在PUF表面形成CS-g-PEPA水凝胶不仅可以使改性海绵负载更多的AgNPs（20.1 mg/g），而且可以有效控制银的缓慢释放（在水中浸泡24 h后银释放率低于0.07%）。CS-g-PEPA/PUF@Ag表现出高效的杀菌活性，在与菌液接触20 min内能达到100%灭菌，这可能是由于其亲水性提高，能够较快地吸收被微生物污染的水并使菌种与AgNPs接触，提高杀菌效率。此外，CS-g-PEPA/PUF@Ag还具有良好的重复杀菌性能，并能对实际天然水体进行有效消毒。

臭氧/生物活性炭工艺对供水管网理化性质的影响

2025年07月01 00:00

基于南方某城市实际供水管网，采用臭氧/生物活性炭（O₃-BAC）和传统净水工艺（TT）供水，探究O3-BAC工艺对管网水、管壁生物膜的影响。当采用O₃-BAC供水时，管网水的TOC、Fe和Mn浓度分别为（1.14±0.21） mg/L、（24.28±20.43） μg/L、（3.48±3.21） μg/L；而采用传统净水工艺供水时管网水上述指标分别为（1.47±0.24） mg/L、（64.24±97.29） μg/L、（7.18±6.78） μg/L，可见前者的水质更优。但对管壁生物膜的分析结果表明，采用O₃-BAC供水时生物膜的污染物含量更高，其中TOC、Fe、硝酸盐含量分别为（21.57±8.26）、（351.37±169.92）、（3.33±3.45） mg/cm²，这种差异可能是由于管壁生物膜的TOC组分含有较多的酚类化合物，可沉积管网水中的金属离子，导致管壁聚集了更多污染物。同时，通过菌属群落分析也发现，硝酸盐代谢菌属主导管壁生物膜，丰度分别为22.5%（O₃-BAC）、53.7%（TT），表明采用O₃-BAC供水的管壁生物膜有较高的异养代谢能力，可加速管壁腐蚀过程。

生物活性炭滤池中轮虫滋生周年变化特征

2025年07月01 00:00

为探究饮用水生物活性炭处理工艺中轮虫的滋生情况，对我国华东地区某水厂不同处理单元开展了为期一年的水质检测和轮虫采集、鉴定工作。结果发现，除pH外，其他水质指标全年变化明显，炭滤池出水菌落数显著高于炭滤池进水。全年水厂进水、炭滤池进水、炭滤池出水和砂滤池出水共检出轮虫分别为27、11、25和6 种，平均密度分别为4.33×10⁴、3.18×10³、3.04×10⁴和3.13×10³ ind./m³，轮虫丰度与温度、溶解氧和菌落数等显著相关。混凝、沉淀和臭氧氧化工艺能明显降低水厂进水中轮虫的种类和数量，炭滤池是轮虫滋生的主要场所，后置砂滤池可有效降低炭滤池中滋生的轮虫种类和数量。水厂进水的优势种为螺形龟甲轮虫和针簇多肢轮虫，炭滤池进水的优势种为盖氏晶囊轮虫，而炭滤池出水和砂滤池出水中优势种则均为月形腔轮虫，提示底栖类轮虫更容易在炭滤池和砂滤池中滋生，应作为重点控制的种类。

变化渗透系数下集水廊道滤料层性能模拟及优化

2025年07月01 00:00

结合石家庄市主城区应急水源工程集水廊道物理模拟试验，首先利用曲线回归模型对滤料层出水量进行模拟预测，再将水量结果输入HYDRUS模型作为变化条件来预测滤料层出水水质。结果表明，随着进水浊度的升高，更多悬浮物淤积在滤料层，在进一步降低出水浊度的同时也降低了出水量；出水流速（v_t）随运行时间t的变化可由方程预测，其中v₀为初始出水流速，而T值与进水浊度C₀线性相关。同时，以出水量作为变化条件，采用HYDRUS模型对出水浊度进行模拟预测，拟合度良好（R²≥0.97）。结合HYDRUS模型的模拟结果，为保证集水廊道的运行效果，有必要在集水廊道中增加前置及后置沉淀池、反过滤系统和河道碎石透水坝等防堵塞设施。

基于成球剂的AAO-好氧颗粒污泥工艺生产性试验

2025年07月01 00:00

在苏南某污水处理厂开展生产性试验，将筛选后的污泥使用成球剂接种后加入AAO工艺的生化单元，研究此策略下好氧颗粒污泥（AGS）的造粒过程与污染物去除效果。结果表明，该工艺仅需14 d即可实现AGS的成功造粒，平均粒径为186 μm，粒径>200 μm的AGS占比可达34.6%。在污泥接种阶段，微生物依托成球剂作为载体凝聚形成结构致密的污泥聚集体，并在加入生化反应池后在水力剪切力作用下进一步颗粒化。改造后的工艺对污染物具有良好的去除效果，出水COD、TN和TP浓度分别为39、9.7和0.23 mg/L，比原工艺分别降低了3%、5%和4%，且出水水质波动较小。相较于传统AAO工艺，该工艺不仅提高了污染物去除能力，还降低了能耗和剩余污泥产量，具有用于连续流污水处理厂升级改造的潜力。

再生水厂指示微生物与病原菌及病毒的相关性

2025年07月01 00:00

以某再生水厂为研究对象，对3种指示微生物、1种致病菌和6种人类相关病毒在各处理单元中的分布、去除规律和相关性进行了研究。结果表明，再生水厂进水中总大肠菌群、粪大肠菌群和大肠埃希氏菌3种指示微生物的浓度为10⁶~10⁸ MPN/L，经二级处理和深度处理后，去除率可达到5?lg~6?lg，出水粪大肠菌群均值为50 MPN/L。进水中嗜肺军团菌的平均浓度为81 MPN/mL，在超滤膜之后的处理单元中均未检出。值得注意的是，进水中人腺病毒、诺如病毒和人类疱疹病毒均有检出，其中人腺病毒检出率最高，达到95%，在进水中的平均浓度为2.7×10⁶copies/L，出水浓度降至5.3×10⁴ copies/L，去除率为2.70?lg。相关性分析表明，3种指示微生物之间、指示微生物与嗜肺军团菌之间、指示微生物与病毒之间均呈显著正相关（P<0.01），指示微生物在一定程度上能够预测致病菌和病毒在再生水厂中的去除规律和浓度变化，通过控制指示微生物浓度水平可以有效保障再生水的生物安全性。

离子交换在含有机铵乙醇废水资源化中的应用

2025年07月01 00:00

在钛硅分子筛TS-1合成中会产生含有少量四丙基氢氧化铵（TPAOH）的高浓度乙醇废水（赶醇水），其具有良好的资源化前景，去除TPA+是实现资源化的关键。基于专利《一种钛硅合成赶醇过程低胺高醇废水资源化处理系统》，设计了离子交换赶醇水资源化系统，由废水处理系统、智能监测与控制系统和电源等组成，处理规模为6 m³/d，吸附柱和离子交换柱的规格均为500 mm×2 000 mm。净化-再生-净化三个阶段的运行结果表明，一个运行周期（54 h）净化约50 m³废水，经过处理的废水pH从7.5~9.8降至6.86~6.93、电导率从14.9~67.4 μS/cm降至1.5~2.0 μS/cm，乙醇含量和体积几乎不变， TPAOH含量低于5 mg/L。同时，好氧呼吸实验表明，净化后废水不再抑制污泥的微生物活性。再生过程仅消耗少量的除盐水、盐酸和氢氧化钠，产生少量无毒的含悬浮物和酸/碱/盐的废水，并回收到TPA+含量约1%的有机铵盐。全周期经济性分析表明，处理1 m3废水产生的经济效益约为2 500 元。

印染污泥中重金属和多环芳烃生态风险评估

2025年07月01 00:00

印染污泥存在重金属和多环芳烃等污染物超标问题，为明晰填埋场多年矿化后的污泥中重金属和多环芳烃的生态风险，采集苏州某印染污泥填埋场10个采样点矿化污泥样品，采用地累积指数（I_geo）、个体潜在生态风险指数（Eⁱ_r）、污染负荷指数（PLI）和潜在生态风险指数（RI）等污染指标评价重金属污染现状和潜在生态风险。根据I_geo结果显示，重金属Zn（3.45）和Hg（3.48）存在多个中度污染点位，是污染程度较大的潜在有毒污染物；Eⁱ_r中最高的为Hg（302.93），在单项潜在风险中为高风险，污染较大；PLI结果显示SZ3、SZ6和SZ7点位的PLI均大于6，处于重度污染水平；RI结果显示，SZ3（2 398.78）、SZ4（402.60）和SZ6号（521.33）点位均处于较高风险水平，且占比最大的重金属为Hg。该填埋场污泥重金属整体处于中度污染水平，潜在生态风险较高，其中特别需要注意的是金属Hg和Zn，均对人体有毒性。考虑到多环芳烃对人类健康和生态环境的致癌性和毒性，根据沉积物质量指南分析了多环芳烃的分布和潜在生态风险，结果显示该填埋场污泥中多环芳烃生物毒副作用不明显，生态风险较低，但个别采样点多环芳烃单体浓度较高，对生物体暴露会产生威胁，需引起重视。

基于支持向量机回归的城市排水窨井水位预测

2025年07月01 00:00

为实时掌握城市排水管网水位状态，减少水位监测设备长期运行的维护成本，通过获取排水窨井水位及降雨量短期监测数据，分析水位站点水文特征因子，制作样本数据集，并对支持向量机回归算法进行优化训练，构建城市排水窨井水位预测模型，最后利用典型天气数据对模型进行测试，模型预测结果精度良好。与长期布设窨井水位传感器开展长期监测相比，该方法通过获取短期水位数据即可对窨井实时水位进行预测，具有部署方便、运维成本低的特点，在城市排水日常提质增效运维、内涝应急调度等业务应用中具有较高的实用价值。

NSGA-Ⅲ耦合的LID设施布局多目标优化设计

钟炜，张俊鹏 — 2025年07月01 00:00

针对短时突发暴雨对城市造成内涝和水体污染的问题，优化城市低影响开发（LID）设施布局，运用NSGA-Ⅲ算法实现暴雨情景下LID设施布局的径流系数控制、径流污染控制和成本控制多目标优化，将优化的帕累托解集中的最优结果输入SWMM模型中进行模拟。以天津市滨海新区生态城突发暴雨情况为实例进行研究，结果表明，优化后的LID设施布局可使管渠积水深度降低18.6%，径流污染物综合削减率达到41.4%，在总支出成本相同的情况下，优化后的LID设施布局使径流污染物排放量减少了5.82%，可有效解决城市内涝和径流污染问题。