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含铀废水处理技术进展

柯平超^1，2，吴天楠²，刘亚洁^1，2，赵贝³，钟婷婷²，孙占学^1，2，王名斌²

（1.东华理工大学核资源与环境国家重点实验室，江西南昌 330013；

2.东华理工大学水资源与环境工程学院，江西南昌 330013；

3.中国地质大学（北京）水资源与环境工程学院，北京 100083）

［摘要］随着我国铀资源开发工业的发展，含铀废水污染已成为不可忽视的环境问题，采用合适的技术对含铀废水进行处理受到研究者的广泛关注。综述了含铀废水的处理技术，包括化学沉淀法、还原固化法、离子交换法、吸附法、微生物法和电沉积法等传统方法以及膜分离法和矿物固铀法等新技术。介绍了各种技术在含铀废水处理中的应用并对其机理进行了分析，对其优缺点进行分析比较认为，各种方法的适用方向具有显著特异性，实际应用中可采用多种方法联合处理。传统处理方法具有相对成熟、工艺过程简单和低成本高效益等优点，但是也存在选择性不强、稳定性差和二次污染等缺点；传统方法停留在对原有材料的功能化和改性，试图不断突破其处理铀的上限；新技术中的膜过滤法具有自动化程度高、分离效果好、渗透液可重复利用等优势，同时也存在成本高、工艺复杂、膜污染和渗透通量低等问题。在众多含铀废水处理工艺中，矿物固铀法在大批量含铀废水处理上具有明显优势，固铀产物作为二次铀资源进行回收储备是实现含铀废水无害化与资源化处理的优选方法。

［关键词］含铀废水；吸附；固铀

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水处理中单线态氧生成方式的研究进展

王孝文¹，王允东¹，朱紫燕¹，金龙^1，2，李娟红³，刘忻^1，4

（1.苏州科技大学环境科学与工程学院，江苏苏州 215009；

2.江苏梅鑫环境科技有限公司，江苏苏州 215542；

3.常州工程职业技术学院检验检测认证学院，江苏常州 213164；

4.苏州科特环保股份有限公司，江苏苏州 215164）

［摘要］在高级氧化过程中，相比于羟基自由基、硫酸根自由基可无差别地氧化降解有机污染物的性质，活性氧粒子单线态氧可以有选择性地降解特定有机污染物，这一特点为处理复杂水体污染提供了另一种可行方案。分别从光促进、通过活性中间体以及在催化材料中构造特殊结构这3个角度，系统梳理了当前文献中报道的单线态氧生成的主要途径，并就各生成途径的优缺点做了比对。光促进途径涉及气-液-固三相反应，光能利用率需进一步提高，通过活性中间体生成单线态氧的途径往往不易准确把握活性中间体的含量。与这2种生成方式相比，通过在催化材料中构造特殊结构的单线态氧生成方式局限性低，在未来更具实际应用价值。

［关键词］非自由基活性氧粒子；单线态氧；废水处理；有机物降解

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微生物絮凝剂及其在工业水处理中的应用探索

赵诗琪，李康辉，陈猷鹏

（重庆大学环境与生态学院，重庆 400045）

［摘要］微生物絮凝剂作为一种新型生物制剂，与传统絮凝剂相比，具有高效、无毒、来源广泛等显著优点，其研发和应用受到了高度重视。通过查阅总结近年来国内外关于微生物絮凝剂研究的文献以及其他相关资料，对目前微生物絮凝剂的主要来源、制备表征方法、絮凝机理进行了总结。同时为解决微生物絮凝剂制备成本高、效果不稳定等问题，提出了改善物化条件、利用基因工程手段、采取化学改性、使用复合絮凝剂、加强群感效应等一系列优化絮凝剂生产和使用的方法。最后，结合微生物絮凝剂在工业水处理方面的应用探索对其局限性进行了分析总结，发现高成本、强损耗、低回报的提取技术是限制微生物絮凝剂工业化应用最主要的原因，对此提出见解并对微生物絮凝剂的发展前景进行了展望。

［关键词］微生物絮凝剂；工业废水；基因工程；改性

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碳中和背景下高盐废水中盐分的高效分离和资源化

孙小淇¹，郝泽伟¹，陈家斌¹，周雪飞¹，张新妙²，陈业钢³，王雷⁴，张亚雷¹

（1.同济大学环境科学与工程学院，上海 200092；

2.中国石油化工股份有限公司北京化工研究院，北京 100013；

3.上海东硕环保科技股份有限公司，上海 200233；

4.中国环境科学研究院，北京 100012）

［摘要］随着我国工业化进程的加快，高盐废水的排放量也与日俱增。在双碳背景下，高盐废水的资源化不仅要求对水资源进行利用，还要求对废水中的盐分（主要是NaCl和Na₂SO₄）进行分离和资源化利用。系统归纳了高盐废水处理中的几种混盐分离技术，包括传统的变温结晶分盐和纳滤分盐，以及近年来研究人员广泛关注的选择性电渗析法（SED）分盐、电容脱盐法（CDI）分盐等电化学方法，以期为实际生产过程中选取适宜的高盐废水资源化手段提供一定借鉴。分析表明，传统方法具有低成本、技术成熟的优点，但也存在高能耗、膜污染等弊端；电化学方法是很有前景的混盐分离手段，但还需要开发高性能的离子交换膜和电极等电化学材料，才能进行大规模的工业化应用。对分离后得到的NaCl和Na₂SO₄的资源回用途径进行了详细介绍，指出Na₂SO₄的资源化利用是重点和难点，需要将其转化为K₂SO₄等其他产品以提高其经济价值。

［关键词］高盐废水；分盐；资源化利用；氯化钠；硫酸钠

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中国电子级超纯水自主化制备关键难题与解决思路

蔡涵颖¹，王文龙²，吴乾元²，熊江磊³，巫寅虎⁴，黄南⁴，王琦⁴，胡洪营^1，4

（1.清华-伯克利深圳学院，深圳环境科学与新能源技术工程实验室，广东深圳 518055；

2.清华大学深圳国际研究生院，国家环境保护环境微生物利用与安全控制重点实验室，广东省城市水循环与环境安全工程中心，广东深圳 518055；

3.中国电子系统工程第二建设有限公司，江苏无锡 214135；

4.清华大学环境学院，环境模拟与污染控制国家重点联合实验室，环境前沿技术北京实验室，北京 100084）

［摘要］电子级超纯水（Ultrapure water，UPW）是电子行业的基础性生产资料，需求量大且对水质要求极高〔电阻率>18.2 MΩ·cm，TOC<5 μg/L（以C计）〕。随着中国电子行业自主化发展的要求，电子级超纯水需求量将持续增加，水质要求也将日趋严格。然而，中国在电子级超纯水制备领域面临3大关键难题：（1）关键材料设备与技术工艺被国外厂商垄断；（2）水质标准体系与检测能力全面落后；（3）电子级超纯水的多样化供水水源导致反渗透产水中电中性小分子有机物浓度升高且组分更复杂，加剧了电子级超纯水的制备难度。为此，提出应加快国产核心材料设备与关键技术工艺的研发、试验与应用工作，建立水质指标先进标准体系及领先检测方法和平台，开发新型超高标准技术设备与工艺，以实现多样化水源生产的3条解决思路，支撑中国电子级超纯水自主化制备。

［关键词］电子制造；超纯水；自主化制备；超高标准处理

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钙盐-混凝法处理高氟废水的实验研究

崔兵¹，金怡²，杨泽坤¹

（1.中煤科工集团杭州研究院有限公司，浙江杭州 311201；

2.杭州电子科技大学材料与环境工程学院，浙江杭州 310018）

［摘要］含氟废水会对环境造成巨大危害，但传统钙盐法难以实现含氟废水达标排放。为解决某光伏企业的高氟废水处理问题，本研究对实际生产废水进行研究，确立了一级钙盐联合二级混凝的工艺路线，并对高氟废水进行单因素实验和正交试验，以钙盐种类及投加量、反应pH、混凝剂种类为变量，以出水残氟质量浓度为考察指标，为工程应用确定了一种合适的除氟工况。结果表明，影响除氟效果的因素依次为钙氟物质的量比>二级混凝反应pH>复合除氟剂（DAMW-03）用量>一级钙盐反应pH。最优除氟工况为：一级钙盐反应以CaCl₂为钙源，钙源投加量为理论钙氟物质的量比（0.5）的1.25倍以上，并使用Ca(OH)₂调节pH=8；二级混凝反应可添加50 mg/L PAC或复合除氟剂（DAMW-03），控制pH在5~7，最终可实现中性出水且出水ρ（F^-）可稳定小于5 mg/L。一级钙盐法联合二级混凝法可使高氟废水稳定达标排放，具有处理效率高、试剂易得、处理成本较低等优点。

［关键词］含氟废水；钙盐沉淀；混凝沉淀；正交试验

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MVR蒸发技术在废水处理中的应用研究

田玲

（中国纺织科学研究院有限公司，生物源纤维制造技术国家重点实验室，北京 100025）

［摘要］随着环境污染和水资源短缺的加剧，对于工业废水的排放要求日趋严格，常规的废水处理技术已无法满足废水的处理要求，尤其是高含盐、高有机物、高毒性的难降解废水，其有效处理仍然是难点。为满足国内对高难度废水的处理要求，采用MVR蒸发技术，通过卧式降膜蒸发装置，分别对高盐废水、焦化废水RO浓缩液和垃圾渗滤液NF浓缩液进行中试处理。结果表明，该技术可对上述废水进行10~20倍的有效浓缩处理，减量化效果明显，且蒸馏水出水水质良好，可满足排放或回用的要求。废水处理产出1 t蒸馏水的最高电耗为25.1 kW·h，电价按0.6元/（kW·h）计，运行成本可控制在15.1元以下，与管网式反渗透（STRO）工艺处理焦化废水的运行成本（吨水处理成本为10.48元，按最佳水回收率55%折算，产水成本为19.05元/t）相比，具有一定的节能优势。采用MVR卧式降膜蒸发技术作为废水的深度处理技术是可行的，具有广阔的应用前景，值得深入研究和推广。

［关键词］机械蒸汽压缩；卧式降膜蒸发器；废水处理；浓缩

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微藻生物柴油固碳减排和经济效益研究

赵青云，韩飞，石向星，叶斌华，焦永刚，钟凯强

（石家庄铁道大学机械工程学院，河北石家庄 050043）

［摘要］微藻具有生长周期短、油脂含量高等优势，以城市废水和工业废气作为微藻的培养基和无机碳来源，开展废物利用与微藻能源耦合研究具有重要意义。通过分阶段生命周期理论分析可知，随着微藻浓度增加，生物柴油的经济效益和减排效果逐渐增加，且质量浓度为1.5 kg/m³时效果更好；随采收周期变长，生物柴油的经济效益先增加后降低，减排效果先降低后增加，经综合考虑，采收比为80%时获得最佳效果；随污水配比变化，微藻对废水处理效果变化较大。基于此，本研究最终选用质量浓度为1.5 kg/m³、油脂含量为20%的微藻，在下水道污水、垃圾渗滤液、生活废水体积比为8∶1∶1条件下，以80%的采收比进行生物柴油生产。研究结果表明，在考虑碳税基础上，微藻生物柴油生产成本比现有生物柴油低35.6%，基于国家总体碳排放量可实现0.27%的碳减排，具有显著的经济和环境效益。

［关键词］微藻；废物处理；固碳减排；经济效益；生物柴油

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Mn-Ti-Mg/Al₂O₃催化臭氧氧化处理煤化工废水

乔函¹，孟一帆²，余思泽¹，杨忆新¹

（1.北京石油化工学院燃料清洁化及高效催化减排技术北京市重点实验室，北京 102617；

2.北京中关村国际环保产业促进中心有限公司，北京 100071）

［摘要］以浸渍法制备金属复合催化剂Mn-Ti-Mg/Al₂O₃，采用SEM-EDS、XPS、BET对复合催化剂的表观形貌、原子组成、金属元素的存在状态、比表面积和平均孔径进行表征，并测定了其pHzpc。之后将其作为多相催化剂用于催化臭氧氧化处理煤化工废水，对其催化效果进行研究，考察了催化剂投加量、O₃流速、溶液初始pH对其催化效能的影响，并对其稳定性进行了研究。结果表明，Mn-Ti-Mg/Al₂O₃复合催化剂对于催化臭氧氧化处理煤化工废水效果较好，催化剂投加量和臭氧流速的增加有利于提高煤化工废水COD的去除率，废水在碱性条件下更易被处理。经过催化臭氧氧化处理之后，废水的pH显著降低，导致催化剂中金属活性成分溶出，催化剂活性降低。在温度22 ℃、溶液初始pH 7.8、催化剂投加质量浓度10 g/L、臭氧流速1.0 mg/min、反应时间40 min 条件下，采用Mn-Ti-Mg/Al₂O₃催化臭氧氧化处理煤化工废水，处理后废水的COD、BOD₅、NH₃-N等指标满足炼焦化学工业污染物排放标准（GB 16171—2012）。GC-MS分析结果表明，煤化工废水中有机污染物主要包括酚类、烷烃类等物质，催化臭氧氧化过程使废水中的有机污染物得到良好的降解。

［关键词］金属负载；Al₂O₃；催化；臭氧；煤化工废水

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Mg/Ca浸渍改性生物炭去除废水中磷的研究

黄烽明^1，2，潘小芳¹，李兵³，WEI Yu⁴，叶志隆¹

（1.中国科学院城市环境研究所，中国科学院城市污染物转化重点实验室，福建厦门361021；

2.中国科学院大学资源与环境学院，北京101408；

3.清华大学深圳国际研究生院，广东深圳518055；

4.奥克兰大学化学与材料工程系，新西兰奥克兰1010）

［摘要］以农林废弃物水稻秸秆作为生物炭原料，在400、550 ℃的热解温度下制备生物炭，探究CaCl₂、MgCl₂改性生物炭（CBC-400、CBC-550、MBC-400、MBC-550）对磷的吸附性能。研究结果显示，MBC和CBC对磷的吸附特点不同：MBC对磷的吸附速率慢但吸附量大，而CBC的吸附速率快但吸附量小。等温吸附实验结果显示，MBC-400和MBC-550的饱和吸附量分别为67.08、60.17 mg/g，高于CBC-400和CBC-550（5.97、18.51 mg/g）。根据吸附动力学结果可知，CBC的吸附过程符合准一级吸附动力学，MBC对磷的吸附分为表面扩散和吸附两个阶段进行。在初始pH为3~11范围内，由于CaHPO₄和Ca（H₂PO₄）₂的表面沉淀作用受pH的影响，CBC吸磷量随pH 的升高而略微上升，而MBC在静电吸附作用下吸磷量随着pH的升高而下降。采用XPS、SEM、BET、FTIR、XRD对生物炭的吸附作用进行分析，结果表明CBC吸附磷主要是依靠表面吸附以及CaO颗粒与磷之间的表面沉淀作用来实现，而MBC主要依靠MgO与磷酸盐之间的化学反应。

［关键词］除磷；生物炭；改性；吸附

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氮负荷波动对厌氧氨氧化/反硝化协同脱氮效能影响

王弄潮¹，王建芳^1，2，3，骆子琛¹，胡俊彤¹

（1.苏州科技大学环境科学与工程学院，江苏苏州 215009；

2.城市生活污水资源化利用技术国家地方联合工程实验室，江苏苏州 215009；

3.江苏高校水处理技术与材料协同创新中心，江苏苏州 215009）

［摘要］在厌氧折流板反应器（ABR）中探究厌氧氨氧化菌和异养反硝化菌的分步培养，以及进水氮负荷波动对系统性能的影响。结果表明，维持C/N为0.65，逐步提升总氮负荷（NLR），50 d左右可实现厌氧氨氧化与反硝化协同脱氮，总氮去除率可达95.8%。NLR波动值低于1.04 kg/（m³·d）时，对工艺脱氮性能无显著影响。负荷变化幅度越大，厌氧氨氧化菌活性受抑制越显著，对反硝化菌基本无影响，负荷波动值达到2.10 kg/（m³·d）时厌氧氨氧化对氮的去除贡献（CA）下降至54.8%，反硝化耦合厌氧氨氧化协同脱氮可有效提升系统的稳定性。胞外聚合物（EPS）对系统负荷波动有较好的响应规律，负荷波动越大，EPS提高越多，有利于提高系统性能的稳定性。

［关键词］厌氧氨氧化；反硝化；负荷波动；微生物活性；胞外聚合物

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好氧颗粒污泥长期运行下微生物菌群结构研究

徐萍¹，占晓建¹，李凤祥²

（1.龙游县河道疏浚砂资源开发有限公司，浙江衢州 324400；

2.南开大学环境科学与工程学院，天津 300350）

［摘要］亚洲首座Nereda^®好氧颗粒污泥污水处理厂（AGS-WWTP）在浙江省龙游县落地，并取得了良好的成效。好氧颗粒污泥（AGS）在长期运行过程中会形成稳定的粒径和元素组成，微生物群落结构发生演变并趋于平衡。为探究实际污水处理厂长期运行中产生的AGS与一般活性污泥（AS）的差异，通过有机元素分析和胞外聚合物（EPS）分析探究了AGS与AS在成分上的差异，通过高通量测序探究了AGS 与AS在微生物群落组成上的不同。结果表明，相比于AS，AGS的有机成分相差不大，但是含有更丰富的EPS。AGS含有与AS不同的优势菌种，在AGS形成过程中γ变形菌（Gammaproteobacteria）、亚硝化螺旋菌（Nitrospirota）、Candidatus competibacter 等能够进行脱氮的菌群得到富集；AGS中微生物种群多样性明显减少，表明AGS形成过程中会淘汰部分种群，从而降低污泥中微生物种群的多样性，同时功能菌群在此过程中得到富集。

［关键词］好氧颗粒污泥；微生物群落；优势菌种；污水处理厂

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低分子质量羧酸聚合物阻垢剂效果评价和理论研究

张可桂¹，左玉炜²，杨文忠²，葛峰¹，朱新胜¹

（1.生态环境部南京环境科学研究所，江苏南京 210042；

2.南京工业大学化学与分子工程学院，江苏南京 210037）

［摘要］以低分子质量聚丙烯酸（PAA）和聚环氧琥珀酸（PESA）为研究对象，通过静态阻垢实验和分散能力测试评价其对碳酸钙垢的抑制效果，并结合量子化学计算及分子动力学模拟深入研究羧酸类分子结构与阻垢效果之间的关系。结果表明，两种低分子质量羧酸聚合物阻垢剂抑制了垢晶体的正常生长，引发了晶体畸变，且主要作用于方解石晶体的（104）和（110）晶面。和PESA相比，PAA具有更多的羧酸基团和负电荷，使其与Ca²⁺之间的结合能增大，从而具备更高的阻垢效率。此外，温度对PAA阻垢能力的影响大于PESA。

［关键词］聚丙烯酸；聚环氧琥珀酸；阻垢剂；量子化学

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印染废水中水回用及RO浓水深度处理工程实例

陈彦安，徐百龙，杜平，刘彬彬

（浙江开创环保科技股份有限公司，浙江杭州 311121）

［摘要］针对印染废水水质复杂、有机物含量高、难降解的特点，采用“水解酸化—好氧生化—增强生物膜反应器（EMBR）—反渗透（RO）—电催化氧化（ECOP）”耦合工艺对某印染厂印染废水处理工艺进行改造，工程实际运行情况表明，该组合工艺能有效降低印染废水中的COD和色度，但对总氮的去除效果不明显。EMBR系统进水COD在120 mg/L以下，出水经RO浓缩3.3倍后，RO浓水进入ECOP系统进行深度处理，其出水污染物浓度低于《纺织染整工业水污染物排放标准》（GB 4287—2012）中表2限值。整个工艺产水回用率由70% 提高至86%，年节约用水5.8万t，年减少支出36万余元。

［关键词］印染废水；RO浓水深度处理；污水回用

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双循环厌氧工艺在印染高浓废水处理中的应用

刘维盛¹，王晓鹏¹，王赓²，刘通²，张岩²，张守健²

（1.潍坊市昌邑生态环境监控中心，山东潍坊 261300；

2.山东中科恒源环境工程有限公司，山东淄博 255000）

［摘要］分析了双循环（DC）厌氧反应器应用于印染高浓度废水处理的两个工程案例，分别为寿光市国泰宽幅布业有限公司2 000 m³/d废水处理系统技改项目和潍坊宏丰新材料有限公司6 000 m³/d印染高浓废水处理工程项目。在DC厌氧反应器调试阶段可投加絮状污泥启动，整个系统启动快，调试费用低，处理效果稳定。系统运行数据表明，在高浓度难降解印染废水处理中，DC厌氧反应器的COD去除率可达到50%~72%，处理效率较高，出水水质比较稳定，有利于后续好氧生物处理单元的良好稳定运行，对保证系统出水达标排放起到关键作用。同时，DC厌氧反应器可以显著降低系统的预处理加药量，降低污泥产量，节约运行成本。

［关键词］双循环（DC）厌氧反应器；印染废水；难降解

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基于集成模型的污水处理厂出水总氮预测方法

姚怡帆¹，荆玉姝²，王丽艳²，刘长青¹

（1.青岛理工大学环境与市政工程学院，山东青岛 266520；

2.青岛张村河水务有限公司，山东青岛 266100）

［摘要］污水处理厂是控制水体污染、改善水环境质量的重要基础设施，建立可靠的污水处理厂出水水质预测模型以便及时反馈污水处理状况是污水处理领域的研究热点之一。利用Stacking集成思想结合LSTM、BPNN、SVR、XGBoost、KNN 5种算法建立了污水处理厂出水总氮的预测模型。分析单一算法预测效果发现，KNN算法与其他算法相比拟合程度偏低，RMSE、MAE和R²分别为1.10、0.995和0.567，可作为Stacking模型的元学习器。通过算法间预测性能差异的比较，选择LSTM、BPNN、SVR、XGBoost算法作为基学习器。与其他基、元学习器的组合相比，以LSTM、BPNN、SVR、XGBoost为基学习器，KNN为元学习器的组合方式预测准确度最高，RMSE、MAE和R²分别为1.01、0.782和0.702。与使用单一算法中预测结果最好的LSTM算法的预测结果相比，该组合的RMSE、MAE分别降低了4.77%和15.1%，R²提升了10.9%，具有明显的预测优势。

［关键词］污水处理厂；水质预测；Stacking集成算法

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渗滤液处理站升级改造方案研究与工艺设计

杨超¹，金鑫²，郭雨阁¹，金鹏康^1，2

（1.西安建筑科技大学环境与市政工程学院，陕西西安 710055；

2.西安交通大学人居环境与建筑工程学院，陕西西安 710049）

［摘要］针对传统垃圾渗滤液处理工艺存在直接生化处理难度大、深度处理膜组件更换频繁等问题，以某垃圾填埋场渗滤液处理站升级改造为例，提出传统老化渗滤液处理站升级改造方案。该处理站渗滤液经过“高效固液分离—水解酸化—A²/O/MBR—臭氧气浮—碟管式反渗透膜（DTRO）”的组合工艺处理后，出水满足《生活垃圾填埋场污染控制标准》（GB 16889—2008）标准要求，可实现垃圾渗滤液的稳定达标排放，改造投资和运营成本在可接受的范围内。

［关键词］垃圾渗滤液；处理站；升级改造；工艺设计

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《工业水处理》创刊于1981年，是由中海油天津化工研究设计院有限公司主办，面向国内外公开发行的科技期刊。主要报道工业废水、工艺用水、循环冷却水、锅炉水、市政污水、海水淡化等水处理技术动态、研究报告、专题述评、经验总结、科学管理及行业快讯等。

收录情况：中文核心期刊，中国科技核心期刊（CSTPCD），中国期刊方阵双效期刊，中国科学引文数据库（CSCD拓展版），中国期刊全文数据库（CJFD），Elsevier SCOPUS数据库，美国EBSCO学术数据库，瑞典DOAJ数据库，波兰哥白尼索引精选数据库（ICI Word of Journals），美国化学文摘（CA），日本科学技术振兴机构数据库（JST），俄罗斯文摘杂志Pж（AJ），WJCI科技期刊世界影响力指数报告来源期刊。