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期刊导览 | 氢基质膜生物膜反应器去除无机氧化性污染物研究进展(2025年第10期)【附电子书获取攻略】

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《净水技术》与您相约每月25日

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净水技术热点前沿

承上与启下,总结与展望。本栏目通过综述,回顾水行业研究热点的进展,展望下一步研究的方向,给予研究者更多的启发和灵感。

氢基质膜生物膜反应器去除无机氧化性污染物研究进展

(封面文章)

本文作者:刘钰,周经洲,何俊霞,夏四清∗

通信作者:夏四清

作者单位:同济大学环境科学与工程学院

引文格式:

刘钰 , 周经洲, 何俊霞, 等. 氢基质膜生物膜反应器去除无机氧化性污染物研究进展[J]. 净水技术, 2025, 44(10): 1-10,80.

LIU Y, ZHOU J Z, HE J X, et al. Research progress of hydrogen-based membrane biofilm reactor for inorganic oxidized contaminants removal[J]. Water Purification Technology, 2025, 44(10): 1-10,80 .

导读:

面对硝酸盐、高氯酸盐等无机氧化性污染物的治理难题,氢基质膜生物膜反应器(H₂-MBfR)提供了一条创新路径。该技术巧妙结合膜无泡曝气与氢自养微生物还原过程,以氢气为清洁电子供体,通过中空纤维膜实现高效传质,在保障安全性的同时完成污染物转化。研究表明,H₂-MBfR对多种污染物均展现优异去除性能,其效果受氢气压力、pH值等因素显著影响。微生物通过功能基因编码的还原酶驱动污染物转化,而新兴的生物-催化耦合工艺进一步提升了处理效能。尽管该技术具有绿色高效的优势,实际应用仍面临膜材料成本、生物膜管理等挑战。未来需要在新型膜材料开发、智能调控策略等方面持续突破,以推动其工程化应用。本文系统梳理了该技术的研究进展,为水处理领域提供重要参考。

【目的】随着工农业的快速发展,硝酸盐、高氯酸盐和铬酸盐等无机氧化性污染物通过废水径流大量进入水体。此类污染物因其高溶解度、强迁移性和高生物毒性,对生态环境和人类健康构成严重威胁。文章旨在综述氢基质膜生物膜反应器(hydrogen-based membrane biofilm reactor, H 2-MBfR)去除无机氧化性污染物的研究进展,为今后H2-MBfR的研究和应用推广提供理论依据和技术参考。【方法】文章系统介绍了H2-MBfR去除无机氧化性污染物的工作原理、技术优势和去除效果,深入分析了氢气压力、表面负荷、pH和生物膜厚度等因素对去除效果的影响,阐述了H2-MBfR中无机氧化性污染物还原的微生物作用机制,探讨了基于H2-MBfR的生物-催化耦合工艺,最后指出了H2-MBfR在实际应用中的挑战,为技术升级提供新思路。【结果】H2-MBfR将膜无泡曝气技术与氢自养还原工艺相结合,以氢气为电子供体,中空纤维膜为微生物载体,实现无机氧化性污染物的高效还原去除。相较于传统化学还原、电化学等方法,该技术具有清洁环保、安全高效和处理范围广等显著优势。【结论】H2-MBfR为无机氧化性污染物的 高效绿色去除提供了创新路径,未来可围绕复合污染物共去除机制、新型膜材料开发、生物膜管理策略优化以及资源回收技术升级等方向开展研究 , 进一步提升该技术的处理效能与应用价值。

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活性炭吸附法处理选矿废水VOCs废气的研究进展

本文作者:薛浩1,李滨洋2,赵小辉1,刘言正3,4,∗,惠延鹏1

通信作者:刘言正

作者单位:1.栾川龙宇钼业有限公司;2.西安建筑科技大学资源工程学院;3.西安建筑科技大学环境与市政工程学院;4.西安建筑科技大学未来技术学院

引文格式:

张星宇, 周婉婷, 邢方潇, 等. 实时荧光定量PCR在水源性致病微生物检测中的应用[J]. 净水技术, 2025, 44(9): 10-20.

ZHANG X Y, ZHOU W T, XING F X, et al. Application of real-time quantitative PCR in determination of water-borne pathogenic microorganisms [J]. Water Purification Technology, 2025, 44(9): 10-20.

导读:

本文系统综述了活性炭吸附法在处理选矿废水挥发性有机物(VOCs)废气中的研究进展与应用潜力。文章指出,选矿废水处置过程中产生的VOCs来源复杂(如浮选药剂、溶剂萃取剂等),对生态环境和人体健康构成威胁。活性炭吸附法因其适应性强、成本较低,成为具有前景的治理技术,但面临高湿度、粉尘干扰及再生困难等挑战。研究从活性炭制备工艺(原料选择、炭化活化改性)、吸附机理(物理与化学吸附协同)、关键影响因素(孔隙结构、表面官能团、温度湿度条件)及再生技术等多维度展开分析。结果表明,通过优化制备参数(如炭化温度700 ℃、调控活化气体类型)可提升吸附性能,且利用尾矿制备活性炭能实现固废资源化。此外,模型模拟(如蒙特卡洛方法)为吸附材料筛选和工艺优化提供了理论支持。文章最后强调,未来需聚焦高效制备、复杂工况适配及低成本再生技术的研发,以推动该技术在选矿行业的工程化应用,助力绿色矿山建设。

【目的】选矿废水处置过程产生的挥发性有机化合物(VOCs)来源复杂,包含浮选药剂、溶剂萃取剂及反应副产物等,在废水处理各环节大量挥发。这些VOCs不仅危害周边居民与工作人员健康,还加剧大气污染。活性炭吸附法因适应性强、投资较低,在该领域具有应用潜力,但高湿度、粉尘及再生难题制约其推广,亟需深入研究。【方法】活性炭吸附法是利用活性炭丰富的孔隙结构和巨大的比表面积,对VOCs进行吸附处理的方法。文章系统综述活性炭制备工艺(原料选择、炭化-活化-改性)、吸附机理、影响因素、再生技术及模型应用,探索其工程化应用路径。【结果】明确活性炭吸附法应用于选矿废气治理的可行性:尾矿制备活性炭可降本并实现固废资源化,炭化温度最佳为700 ℃;CO 2活化利于微孔,水蒸气活化易催生中、大孔;典型活性炭比表面积为500~3 000 m2 /g 、微孔贡献超 90% 的表面积为最佳,增加酸性含氧官能团可提升极性 VOCs 吸附效率;废气温度 <40 ℃时, 25 ℃左右吸附条件更稳,虚拟试验与模型可优化炭材选型及吸附床参数。【结论】该方法在理论上具备应用于选矿行业废气治理的可行性,活性炭的吸附性能可通过优化制备工艺得到提升,物理吸附与化学吸附的协同作用能够应对复杂的 VOCs 成分。未来仍需聚焦高效制备、复杂工况适配及低成本再生技术攻关,推动其在选矿行业工程化应用, 助力绿色发展。

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高品质饮用水探索

“高品质饮用水”是供水行业共同追寻的全新目标。本栏目探究从源头到龙头的水质管理提升、工艺技术提升、管理服务提升,为供水全流程中关心的实际问题提供帮助。

模型辅助高密度澄清工艺药剂投加控制决策方法与应用

本文作者:祝嘉禄1,∗,杨坤1,李柱2,杨澜2,王子瑜2,杨瑜玲3

通信作者:祝嘉禄

作者单位:1.上海城市水资源开发利用国家工程中心有限公司;2.上海城投水务(集团)有限公司制水分公司;3.上海城投水务(集团)有限公司

引文格式:

祝嘉禄, 杨坤, 李柱, 等. 模型辅助高密度澄清工艺药剂投加控制决策方法与应用[J]. 净水技术, 2025, 44(10): 48-54, 195.

ZHU J L, YANG K, LI Z, et al. Model-assisted decision-making method and application of chemical dosing control in high-density clarification process [J]. Water Purification Technology, 2025, 44(10): 48-54, 195.

导读:

本文针对传统人工经验模式下高密度澄清工艺药剂投加控制的瓶颈问题(如响应滞后、对水质水量变化不敏感、投加精度不足等),提出了一种基于反向传播神经网络(BPNN)的模型辅助决策方法,旨在提升水厂精细化与智慧化运行水平。研究以上海某水厂为案例,通过收集近两年实际运行数据(约71万组),构建了可同时预测混凝剂(硫酸铝)和絮凝剂(聚丙烯酰胺)加注率的神经网络模型。模型经训练后,对两种药剂预测的相对误差均低于10%,表现出较高精度。进一步地,模型被集成至水厂管理平台,结合实时数据实现在线预测,并设计了半自动控制策略:根据药剂调整幅度分级处理,小幅变化自动执行,大幅调整需人工确认,既保障安全性,又提升响应灵敏度。实际应用表明,该策略能显著增强工艺抗水质水量冲击的能力,在进水波动时及时调整药剂投加,避免人工经验的滞后性,且在保证出水浊度达标(<1.0 NTU)的同时,有效减少药剂过度消耗。这一成果为高密度澄清工艺的智能化升级提供了可行路径,也为水厂优化运行与节能降耗提供了重要参考。

【目的】文章旨在解决人工经验模式下,水厂的高密度澄清处理工艺中,药剂投加控制过程面临若干技术难题,包括反应时间的延迟、对水质和水量变化的不敏感性,以及药剂投加的不精确性,提升水厂精细化运行水平。【方法】文章基于反向传播神经网络构建了高密度澄清工艺药剂投加预测模型,通过“学习”上海某水厂高密度澄清工艺的实际运行数据,实现了对工艺混凝剂(硫酸铝)和絮凝剂(聚丙烯酰胺)加注率的同时预测。训练后的模型加载于水厂模型管理平台,通过获取实时数据实现了在线运行和预测。在此基础上,文章结合该水厂的工艺运行现状,提出了基于模型辅助的药剂投加控制策略,并在生产环节进行了测试和应用。【结果】模拟结果显示,药剂投加模型对2种药剂加注率预测的相对误差均小于10%,反映出较高的预测精度。不仅如此,与单纯的按人工经验药剂投加控制方式对比,在模型辅助控制的策略下,药剂的加注率可随进水的水质和水量波动及时调整,提升了药剂投加的灵敏度。【结论】通过采用模型辅助药剂投加的控制策略,高密度澄清工艺能更好地应对水质和水量变化带来的冲击,有效弥补了人工经验投加模式存在的不足,为水厂精细化和智慧化运行提供了有力支撑。

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不同氧化剂对南水北调中线高藻原水的处理效果及生物安全影响试验

本文作者:齐天天,温颖,胡振江,张静*,张永坡,王宏展

通信作者张静

作者单位:北京市自来水集团有限责任公司技术研究院

引文格式:

齐天天, 温颖, 胡振江, 等. 不同氧化剂对南水北调中线高藻原水的处理效果及生物安全影响试验[J]. 净水技术, 2025, 44(10): 55-63,135.

QI T T, WEN Y, HU Z J, et al. Effects of different oxidants on treatment and experiment of biosafety of high algal raw water in middle route of the South to-North Water Diversion Project [J]. Water Purification Technology, 2025, 44(10): 55-63,135.

导读:

本文聚焦南水北调中线工程高藻原水处理难题,通过对比次氯酸钠、二氧化氯和臭氧三种氧化剂的预氧化及消毒效果,提出兼顾除藻效率、生物安全与消毒副产物风险控制的优化方案。研究显示,0.3 mg/L臭氧或二氧化氯预氧化可使混凝沉淀除藻率超90%,且臭氧能避免含氯副产物生成;消毒环节中,0.8 mg/L次氯酸钠或0.3 mg/L二氧化氯均能实现高效灭菌(30分钟灭菌率97%~99%),并满足饮用水卫生标准。文章进一步指出,需严格控制次氯酸钠(全流程≤3 mg/L)和二氧化氯(全流程≤1.2 mg/L)的总投加量,以规避氯酸盐/亚氯酸盐超标风险。最终建议高藻期优先采用臭氧预氧化,为水厂工艺动态调控提供关键依据,助力长距离输水水质安全保障。

【目的】文章针对南水北调高藻原水,优化预氧化、消毒策略来提升综合混凝沉淀处理效果,确保生物安全,降低消毒副产物风险。【方法】调研南水北调中线沿线藻类与消毒副产物分布,选取高藻、高消毒副产物风险时期南水北调原水与水厂中生物活性炭滤池出水,参考北方水厂预氧化混凝沉淀、消毒工艺参数,通过小试得出适宜北方水厂的高藻时期预氧化以及消毒策略。【结果】采用0.3 mg/L臭氧(O 3)或0.3 mg/L二氧化氯(ClO2)进行预氧化,混凝沉淀出水除藻率均可达到90%以上,同时O3预氧化可有效避免氯酸盐等氯消毒副产物的生成。当采用0.8 mg/L次氯酸钠(NaClO)和0.3 mg/L ClO2消毒30 min时,灭菌率分别达到97%、99%,消毒24 h常规微生物指标与消毒剂余量均符合我国《生活饮用水卫生标准》(GB 5749—2022)。基于研究目的,建议南水高藻期水厂优先采用O3预氧化,预氧化、消毒可按照以上各氧化剂投加量为基准动态调节。建议强化NaClO、ClO2药剂的氯酸盐、亚氯酸盐含量的检测与控制,并控制全流程氧化剂总投加量,NaClO宜控制在3 mg/L以下,ClO2宜控制在1.2 mg/L以下。【结论】预氧化采用相应的NaClO、ClO2、O3 投药策略均可确保良好的高藻水处理效果,控制预氧化、消毒总体药剂投加量可降低出厂水消毒副产物的生成风险。

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污水处理与回用

以“高效、经济、绿色”的污水处理行业发展新趋势为方向,本栏目关注行业发展需要探寻更高效的处理新方式、现有工艺的改良优化,助力污水处理行业的高质量发展。

上海市典型农村生活污水收集处理系统碳排放核算及特征


本文作者:曾琳,王逸贤∗,王盼,谭学军

通信作者:王逸贤

作者单位:上海市政工程设计研究总院(集团)有限公司

引文格式:

曾琳, 王逸贤, 王盼, 等. 上海市典型农村生活污水收集处理系统碳排放核算及特征[J]. 净水技术, 2025, 44(10): 81-91.

ZENG L, WANG Y X, WANG P, et al. Estimation and characteristics on carbon emission of typical rural domestic wastewater collection and treatment system in Shanghai[J]. Water Purification Technology, 2025, 44(10): 81-91.

导读:

本文以上海市农村生活污水治理系统为研究对象,聚焦不同收集处理模式的碳排放核算与特征分析,为乡村振兴与"双碳"目标协同推进提供科学依据。研究选取分散处理、村落集中处理和纳入城镇管网三种典型模式,构建了覆盖污水收集、处理和排放全流程的碳排放测算方法。研究结果显示,四种情景下的碳排放强度为1.101 ~2.113 kg CO₂/m³,其中采用人工湿地工艺的村落集中处理模式碳排放最低。化粪池成为最主要的碳排放源,贡献率达34.79%~66.74%;间接排放中电耗占比显著,而人工湿地单位能耗碳强度仅0.119 kg CO₂/m³,凸显其节能减排优势。基于研究结论,文章提出从优化化粪池管理、合理设计管网系统、推广生态处理技术等方面降低碳排放,同时通过尾水灌溉等资源化利用手段,可实现8.3%~ 16.6% 的碳中和率。本研究为农村污水治理的低碳发展提供了重要参考。

目的】农村生活污水治理是改善农村人居环境、推进乡村振兴战略实施的重要举措,在我国碳达峰碳中和背景下,为评估农村地区污水碳排放量,从碳减排角度探索适合农村污水治理的模式与技术,实现农村污水低消耗、低污染、低排放运行。【方法】本文以目前上海市农村生活污水不同收集处理模式(分散处理模式、村落集中处理模式、纳入城镇排水管网模式)为研究对象,构建包括污水收集、污水处理、尾水排放等环节在内的农村生活污水收集处理系统碳排放测算方法,计算4种情景下的碳排放情况并识别了主要控制环节。【结果】4种情景下农村生活污水收集处理系统的碳排放强度分别为1.616、1.560、1.101 kg CO2/m3和2.113 kg CO2/m3,其中污水收集阶段碳排放量占比为34.79%~72.62%,污水处理阶段占比为19.32%~61.02%,出水排放阶段占比为4.20%~8.05%,污水收集环节尤其化粪池是主要碳排放来源,碳排放量贡献为34.79%~66.74%,间接碳排放中电耗碳排放占碳排放总量的10.79%~56.23%,也不可忽视,人工湿地0.119 kg CO2/m3的单位能耗碳排放强度明显低于其他工艺,生态处理技术在节能减排方面更有优势。【结论】可以看出,从碳减排角度,农村地区选择污水收集、处理模式,采用能耗较低的村落集中处理模式的吨水碳排放强度相对较低。若结合资源化利用要求,考虑尾水用于农业灌溉, 可实现 8.3% ~ 16.6% 碳中和率。

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微藻资源化处理市政污水的试验

本文作者:李昊东1,丁照杰2,孙慧娣1,罗世凤1,刘长青1,赵方超1,∗

通信作者赵方超

作者单位:1. 青岛理工大学环境与市政工程学院;2. 青岛崂湾水务有限公司

引文格式:

李昊东, 丁照杰, 孙慧娣, 等. 微藻资源化处理市政污水的试验[J]. 净水技术, 2025, 44(10): 92-99.

LI H D, DING Z J, SUN H D, et al. Experiment of municipal wastewater treatment with microalgae resources utilization[J]. Water Purification Technology, 2025, 44(10): 92-99.

导读:

本文研究表明,蛋白核小球藻在市政污水处理中展现出“污染净化+资源回收”的双重价值。研究通过驯化藻种,系统评估了其在初沉池出水、二沉池出水及污泥消化液中的生长特性与污染物去除效能。结果显示:小球藻在三种污水中均能有效生长,尤其在营养丰富的污泥消化液中生物量最高(干重1.6 g/L);其对氮磷去除效果显著,初沉池出水的总氮、总磷去除率分别达99.5%和97.4%,二沉池出水处理后氮磷浓度低于一级A排放标准,凸显其在深度处理领域的潜力。此外,微藻可同步积累油脂(最高含油率21.21%),为生物能源生产提供原料。尽管COD去除受藻体代谢影响存在波动,但通过优化培养周期可提升稳定性。本研究为微藻技术替代传统高能耗工艺提供了实证支持,其资源化应用对推动污水处理可持续发展具有重要意义。

目的】近年来,微藻在污水生物处理方面的研究引起越来越广泛的关注,但相关研究大多采用人工合成的污水。本研究选用青岛市某市政污水处理厂的初沉池和二沉池出水以及污泥消化液对小球藻进行驯化培养,研究小球藻在不同污水中的生长趋势、油脂积累,同时研究3种污水中COD、氮、磷等污染物的去除效果。【方法】采用污泥消化液、初沉池及二沉池出水3种市政污水处理厂污水培养蛋白核小球藻,对小球藻生长情况以及污染物处理效果进行研究。通过新驯化,小球藻在初沉池出水、二沉池出水以及污泥消化液中均能够生长。【结果】初沉池出水、二沉池出水、污泥消化液中总氮去除率分别可达99.5%、80.3%、82.3%,出水质量浓度分别为0.25、6.00、57.80 mg/L;总磷去除率分别可达97.4%、85.5%、80.0%,总磷出水质量浓度分别为0.15、0.08、0.50 mg/L。培养初期,COD浓度明显降低,随着培养进行,胞外有机物及胞内聚合物浓度不断升高,导致COD浓度有所上升。【结论】蛋白核小球藻可在初沉池和二沉池出水以及污泥消化液中培养,并积累丰富的油脂, 同时对氮、磷元素具有良好的吸收去除效果。

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工业水处理

关注焦化、印染等工业生产过程中的工艺废水,聚焦工业废水处理的工艺提升与改造,侧重应用技术与推广实践的双重成效。

工业废水AAO工艺尾水的磁混凝深度处理工艺的应用

本文作者:曾骏∗,曹涵昱,孙红波,王书蓉,徐玥璘

通信作者:曾骏

作者单位:盐城高新水务有限公司

引文格式:

曾骏, 曹涵昱, 孙红波, 等. 工业废水 AAO 工艺尾水的磁混凝深度处理工艺的应用[J]. 净水技术, 2025, 44(10): 124-135.

ZENG J, CAO H Y, SUN H B, et al. Application of magnetic coagulation process in advanced treatment of industrial wastewater for AAO process tailwater[J]. Water Purification Technology, 2025, 44(10): 124-135

导读:

本文以盐城市高新区工业污水处理厂为实证平台,系统研究磁混凝工艺对AAO工艺尾水的深度处理效能。针对低浓度工业废水(TP为1.26~1.77 mg/L,SS为6~15 mg/L)的特性,研究通过分阶段调控磁粉投加、磁回收与污泥回流等运行参数,深入对比磁混凝与传统工艺在污染物去除、药剂消耗与经济效益方面的差异。结果表明,在每日仅增耗12.5 kg磁粉及0.78 kW·h/kt电能的条件下,磁混凝显著提升处理效率:TP和SS去除率分别提高7.36%与6%,同时聚合硫酸铁(PFS)和阴离子聚丙烯酰胺(APAM)用量降低16.67%和27.27%。磁粉回收率达95.21%,资源循环优势突出。尽管磁粉轻微增加出水COD,但所有出水指标均稳定达到国家一级A排放标准。研究结论指出,磁混凝通过强化絮体形成与沉降效率,在低浓度废水处理中具备反应快、药耗少、占地小等综合优势,为污水厂提质增效与节能降耗提供了有效技术路径。未来需优化磁粉特性与设备适配性,以进一步提升工艺经济性与稳定性。

目的】为了分析磁混凝相较于传统混凝在工业废水处理领域的优势与运用前景。【方法】文章以盐城市国家高新技术开发区工业污水处理厂为试验平台,工业园区废水经格栅、混合反应、初沉、水解酸化、厌氧-缺氧-好氧(AAO)及二沉处理后作为目标处理水,再经过磁混凝实现污染物的深度去除。本试验在保障厂区正常生产的前提下,依次停止投加磁性粉末颗粒、关闭磁回收循环并停止磁污泥回流。通过记录整个试验周期内不同运行工况下磁混澄清池进出水各项检测指标,对比分析各指标及药耗量在操作前后的变化,讨论磁性粉末颗粒对混凝工艺的影响。【结果】依据不同试验条件、试验周期磁混澄清池进出水污染浓度变化可知,磁混凝相较于传统混凝在额外消耗12.5 kg/d磁粉及0.78 kW·h/kt电能的条件下,能保障出水水质达到《城镇污水处理厂污染物排放标准》(GB 18918—2002)一级A类的基础,并且总磷(TP)和悬浮物(SS)去除率分别提高了7.36%、6%,降低16.67%聚合硫酸铁(PFS)及27.27%阴离子型聚丙烯酰胺(APAM)的消耗,降低SS浓度且磁粉回收率达95.21%。【结论】因此,磁混凝在低浓度工业废水的深度处理领域比传统混凝除磷率更高、药耗更低且反应更迅速, 是水处理实现节能降耗、提质增效的有效途径。

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城镇水系统研究与应用

关注城镇水系统整体提升的发展趋势,本栏目汇集供排水管网模型、海绵城市、水环境综合整治等方面的优质成果,展现水系统范畴内的发展趋势。

海绵城市设施减碳模型构建及效益分析

本文作者:刘建1,张诗旋2,吴凌壹1,*,陈卓婷2

通信作者:吴凌壹

作者单位:1. 深圳大学建设工程生态技术研究所;2. 深圳大学土木与交通工程学院

引文格式:

刘建, 张诗旋, 吴凌壹, 等. 海绵城市设施减碳模型构建及效益分析[J]. 净水技术, 2025, 44(10): 144-158.

LIU J, ZHANG S X, WU L Y, et al. Modeling of carbon reduction for sponge city facilities and analysis of the benefits [ J]. Water Purification Technology,2025,44(10): 144-158.

导读:

本文聚焦于海绵城市建设中的碳排放问题,系统构建了绿色屋顶、雨水花园、下沉式绿地和透水铺装四类典型设施的减碳模型,并评估其全生命周期碳效益。研究采用精简型生命周期评价法(SLCA),覆盖材料生产、运输、施工及运营维护四个阶段,量化设施在建设与运营过程中的碳排放,同时纳入雨水净化、植物碳汇及空调节能等减排效益。结果表明,四类海绵设施在30年运营期内均呈现负碳排放,即其碳减排效益远超建设与维护产生的排放。单位面积碳排放量由高到低依次为:透水铺装>绿色屋顶>下沉式绿地>雨水花园;而单位面积减碳能力排序则为:雨水花园>下沉式绿地>绿色屋顶>透水铺装。研究进一步通过与传统设施(如普通绿地、不透水路面)对比,明确了海绵设施的净减碳潜力。该模型为海绵城市规划提供了科学依据,建议优先布局减碳效益显著的雨水花园与下沉式绿地,并通过优化材料选择、运输距离及设施结构进一步提升减排效率。本研究填补了多设施系统性减碳评估的空白,对推动低碳城市建设和实现碳中和目标具有实践指导意义。

目的】为了明确海绵城市设施的碳排放量及其减碳能力,文章选择雨水花园、下沉式绿地、绿色屋顶、透水铺装作为研究对象,构建了海绵城市设施减碳模型。【方法】文章采用精简型生命周期评价法(streamlined life cycle assessment,SLCA),基于海绵城市设施的材料生产阶段、材料运输阶段、现场施工阶段和运营维护阶段的碳排放分析,构建了海绵城市设施碳排放模型;通过将海绵城市设施碳排放与传统设施的碳排放进行对比,构建海绵城市设施减碳模型,并根据该模型计算了海绵城市设施的减碳量。【结果】雨水花园、下沉式绿地、绿色屋顶、透水铺装在建设和运营阶段产生的碳排放被运营维护阶段的雨水净化、植物碳汇及减少空调运行所产生的碳减排效益所抵消,最终单位面积的碳排放量均为负值,这表明4种海绵城市设施均具有减碳效益;4种海绵设施的单位面积碳排放量顺序为透水铺装>绿色屋顶>下沉式绿地>雨水花园,单位面积减碳能力顺序为雨水花园>下沉式绿地>绿色屋顶>透水铺装。【结论】基于SLCA构建的海绵城市设施减碳模型能够计算海绵城市设施的碳排放量和减碳效益, 为优化海绵城市设施布置提供了有效的手段。

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工程案例

以作品为媒,让图纸说话,感受每一个工程项目背后的设计理念和思想。抛砖引玉,经验分享,让供排水生产一线的实践经验成为同行借鉴的宝典。

复合型人工湿地在城市污水厂尾水净化中的应用——君山湿地案例

本文作者:王瀚哲*

通信作者:王瀚哲

作者单位:中水北方勘测设计研究有限责任公司

引文格式

王瀚哲. 复合型人工湿地在城市污水厂尾水净化中的应用———君山湿地案例[J]. 净水技术, 2025, 44(10): 180-187.

WANG H Z. Application of composite constructed wetlands in tailwater purification of urban WWTP———Case of Junshan Wetland[J]. Water Purification Technology, 2025, 44(10): 180-187.

导读:

本文以岳阳君山尾水湿地工程为例,系统探讨了复合型人工湿地在城市污水处理厂尾水净化中的应用。该工程设计规模为20 000 m³/d,针对君山区第一、第二污水处理厂的尾水,采用“复合垂直潜流人工湿地+多级表面流人工湿地+生态塘”的组合工艺,通过微生物、填料(以沸石为主)与水生植物的协同作用,实现物理、化学和生物三重净化。研究显示,该工艺对污染物去除效果显著,出水水质达到《地表水环境质量标准》Ⅳ类标准(总氮、总磷除外),年削减量分别为COD 146.0 t、总氮36.5 t、氨氮25.6 t、总磷2.2 t。其中,复合垂直潜流湿地作为核心单元,贡献了约87%的去除效率。工程还注重防渗设计、植物配置(选用本土水生植物)及运行维护,兼顾了生态效益与管理便捷性。君山湿地案例为类似地区污水处理厂尾水净化提供了可复用的技术范本,尤其对洞庭湖等敏感水域的生态保护与再生水资源化利用具有重要参考价值。

目的】为了有效减少污水处理厂尾水对洞庭湖域的影响,降低污染物浓度,改善水环境质量,优化区域水循环,促进再生水资源化利用,文章以岳阳君山尾水湿地为例,通过建设人工湿地对君山区第一、第二污水处理厂尾水进行水质提升,系统介绍了该人工湿地设计进出水水质指标的确定、采用的工艺流程、主体设计、运营维护及净化效果。【方法】人工湿地设计规模为20 000 m3/d,采用“复合垂直潜流人工湿地+多级表面流人工湿地+生态塘”组成的复合型人工湿地工艺,选用对污染物净化效果较好的沸石作为填料主体层,并栽种具有良好污染物拦截吸附效果的本土水生植物,利用微生物-填料-水生植物的物理、化学、生物三重协同作用,使污水处理厂尾水得到净化。【结果】该复合型人工湿地工艺对污水处理厂尾水具有较好的去除效果,净化后的水满足设计出水水质要求,实现污染物年削减量:化学需氧量(COD)为146.0 t、五日生化需氧量(BOD5)为29.2 t、总氮为36.5 t、氨氮为25.6 t、总磷为2.2 t。【结论】该复合型人工湿地对去除污水处理厂尾水的污染物具有较好的效果,同时具有占地面积小、管理维护容易的优点,有效减少了入洞庭湖域的污染物浓度,改善了水环境质量, 为类似污水处理厂尾水的水质净化工程提供示范与参考。

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《净水技术》二〇二五年十月刊目录


涵盖九大主题

24篇文章来自水行业领域的学者

221页学术硕果

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校对:李佳佳

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