期刊导览 | 我国城镇污水处理厂紫外消毒工艺运行情况调研及优化建议（2024年第10期）

学术 2024-12-20 17:01 上海

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大家之言

“大家之言”倾听大家的声音，分享“大家”的观点。本栏目研析最新政策的解读，探讨前沿的热点话题，引领读者洞察趋势，激发读者的研究灵感。

我国城镇污水处理厂紫外消毒工艺运行情况调研及优化建议

本文作者：王光辉^1,2，张行^1,3,∗，兰隽如⁴，许世伟¹

通信作者：张行

作者单位：1. 北京首创生态环保集团股份有限公司；清华大学环境学院,清华大学水质与水生态研究中心；3. 北京首创生态环保集团股份有限公司水汇智造分公司；4.成都首创水务有限公司

引文格式：

王光辉, 张行, 兰隽如, 等. 我国城镇污水处理厂紫外消毒工艺运行情况调研及优化建议[J]. 净水技术, 2024, 43(10): 1-8.

WANG G H, ZHANG X, LAN J R, et al. Investigation and optimization of UV disinfection process in urban WWTPs at home[J]. Water Purification Technology, 2024, 43(10): 1-8.

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城市污水处理是环境保护工程的重要组成部分，其中紫外消毒工艺因高效、环保等优点被广泛应用于污水处理厂。然而，紫外消毒工艺在实际运行中仍面临诸多挑战，如消毒剂量的合理性、设备选型与维护保养等，这些问题的存在不仅影响了污水处理厂的运行效率，也制约了紫外消毒技术的进一步推广。因此，对污水厂紫外消毒工艺进行系统调研，对于提升污水处理厂的运行管理水平和优化紫外消毒工艺设计具有重要意义。为充分了解污水处理厂实际运行中紫外消毒工艺存在的问题及影响因素，研究选取了全国范围内79座采用紫外消毒工艺的污水处理厂作为调研对象。这些污水处理厂分布广泛，涵盖了不同的地理环境和处理规模，范围覆盖西南、华中、华东、华南4大区域，包括四川、重庆、贵州、湖北、湖南、河南、山东、广东8个省市，处理规模由几百立方米每天到20万m³/d，确保了研究的代表性和广泛性。调研内容包括紫外消毒工艺的运行参数、设备配置、维护保养情况以及出水水质等，旨在全面了解紫外消毒工艺的实际运行状况和存在的问题。调研结果显示，紫外消毒工艺基本能够满足城镇污水处理厂出水中粪大肠菌群数量控制要求，但仍存在紫外消毒剂量不合理、设备选型不合适、维护保养不到位等情况。此外，水量波动、出水悬浮固体(SS)和色度等水质因素也被证实对紫外消毒效果有显著影响。基于调研结果，研究提出了一系列针对性的建议:污水处理厂应根据实际水质和水量波动情况，合理调整紫外消毒剂量，以确保消毒效果;定期维护保养以延长设备使用寿命并保持消毒效果。这些建议不仅有助于提高现有污水处理厂的运行效率，也为新建污水处理厂的紫外消毒工艺设计提供了参考。

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封面文章

“封面文章”以图为引，内容为王。一起跟随作者的研究视角，探究水行业研究前沿领域的应用成果与研究进展。

水合四价铁氧化特性与生成机制的研究进展

本文作者：余扬逸，王桢^∗，刘文波，邓权东，江进

通信作者：王桢

作者单位：广东工业大学生态环境与资源学院,大湾区城市环境安全与绿色发展教育部重点实验室

引文格式：

余扬逸, 王桢, 刘文波, 等. 水合四价铁氧化特性与生成机制的研究进展[J]. 净水技术, 2024, 43(10): 9-19.

YU Y Y, WANG Z, LIU W B, et al. Research progress of oxidation property and formation mechanism for aqueous Fe(Ⅳ) [J]. Water Purification Technology, 2024, 43(10): 9-19.

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兼具强氧化能力和选择氧化特性的水合四价铁非自由基活性组分在高级氧化水处理体系中的关键作用得到了广泛关注。文章首先综述了水合四价铁的物理化学特性、氧化动力学和氧化机制，梳理总结了以原位光谱表征、化学探针法、同位素示踪技术等为代表的水合四价铁活性组分鉴别技术，并进一步探讨了水合四价铁非自由基活性组分在亚铁/过氧化氢、亚铁/过一硫酸盐、亚铁/过二硫酸盐、亚铁/次氯酸、亚铁/高碘酸和亚铁/过氧乙酸等高级氧化体系中的生成机制。最后，结合最新的研究成果及当前研究的不足，对水合四价铁工程化应用前景进行了展望，以期为水合四价铁的相关研究和运用提供理论依据和实践指导。

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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。

卤氧化铋基改性光催化剂的制备及环境修复领域的应用进展

本文作者：朱青¹，万济铭²，刘园¹，刘一帆³，余美睿³，王俏（《净水技术》青年编委）^3,∗

通信作者：王俏（《净水技术》青年编委）

作者单位：1. 广东省九域工程技术咨询有限公司；2. 南京林业大学生命科学学院；3. 广东工业大学土木与交通工程学院

引文格式：

朱青, 万济铭, 刘园, 等. 卤氧化铋基改性光催化剂的制备及环境修复领域的应用进展[J]. 净水技术, 2024, 43(10): 20-28,39.

ZHU Q, WAN J M, LIU Y, et al. Preparation of bismuth oxyhalide-based modified photocatalysts and application progress in environment remediation [J]. Water Purification Technology, 2024, 43(10): 20-28,39.

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卤氧化铋(BiOX，X=Cl，Br，I)作为一种新型光催化剂，因其独特的层状结构和适宜的禁带宽度，受到环境领域研究者的广泛关注。然而，光生电荷易复合的不足限制了其进一步应用，对BiOX进行改性以提高其光催化活性是解决上述问题的关键手段。文中综述了近年来改性卤氧化铋光催化技术方面的研究进展，详细阐述了富铋型、掺杂、缺陷、异质结、形貌调控等多种改性BiOX的合成策略，并总结了改性BiOX在环境修复领域中的发展现状，最后对改性BiOX光催化技术未来的发展趋势及面临的挑战进行了总结和展望。

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生物质衍生碳材料去除水环境中新污染物研究进展

本文作者：陈松¹，段炼²，张济本¹，张伟^3,∗

通信作者：张伟

作者单位：1. 郑州市城区河道事务中心；2. 河南省科学技术情报中心；3. 郑州大学生态与环境学院

引文格式：

陈松, 段炼, 张济本, 等. 生物质衍生碳材料去除水环境中新污染物研究进展[J]. 净水技术, 2024, 43(10): 29-39.

CHEN S, DUAN L, ZHANG J B, et al. Research progress of biomass-derived carbon materials for emerging pollutants removal in water environment[J]. Water Purification Technology, 2024, 43(10): 29-39.

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水体中新污染物具有环境持久性、易累积性等特点，对人体和环境存在潜在的生态风险。随着新污染物的频繁检出，实现对新污染物的高效治理引起广泛关注。生物质衍生碳材料由于成本低廉、比表面积较大、孔隙率较高和吸附性能优异的特性，逐渐成为去除水体新污染物的重要选择。文章对由生物质(植物躯体、甲壳类动物外壳及污泥等)构建生物碳材料过程进行了系统综述，从吸附和催化两个方面分析了不同生物质衍生碳材料去除新污染物的作用机制。阐述了生物质衍生碳材料的应用局限性，并从提升生物碳材料对新污染物的选择性去除和循环回用2个方面对生物质衍生碳材料领域进行了展望。

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城市雨水径流中新污染物的赋存与去除技术研究进展

本文作者：周秀彩^1,∗，张朝利²，丁国莹³，缪周伟⁴

通信作者：周秀彩

作者单位：1. 江苏省水利工程科技咨询股份有限公司；2. 江苏淮源工程建设监理有限公司；3. 江苏省水利勘测设计研究院有限公司；4.上海市城市建设设计研究总院有限公司

引文格式：

周秀彩, 张朝利, 丁国莹, 等. 城市雨水径流中新污染物的赋存与去除技术研究进展[J]. 净水技术, 2024, 43(10): 40-47,184.

ZHOU X C, ZHANG C L, DING G Y, et al. Research progress on occurrence and removal technology of emerging contaminants in urban stormwater runoff[J]. Water Purification Technology, 2024, 43(10): 40-47,184.

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随着城市化进程的加速，雨水径流污染成为全球环境关注的焦点。除了传统污染物外，新污染物如持久性有机污染物、内分泌干扰物、抗生素和微塑料等受到日益关注。文章系统梳理了雨水径流中新污染物的种类、赋存情况及对环境的影响，并分析了相关去除技术的研究进展。持久性有机污染物在雨水径流中的来源多样，土地利用类型对其浓度有显著影响。由于内分泌干扰物的广泛使用，其已成为雨水径流中的重要污染物。抗生素和微塑料作为新污染物，其在雨水中的赋存和影响也逐渐受到关注。针对这些污染物，物理、化学、生态等多种去除技术被研究和应用，包括砂滤池、化学氧化、生物滞留池等。此外，源头管控也是减少雨水径流污染的重要手段，包括城市管理和规划、化学品使用管控和废物处理等。未来研究应加强对新污染物的监测与评估，并结合多种技术手段实现雨水径流污染的有效治理。

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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。

污泥脱水液回流对引江水超滤处理工艺的影响分析

本文作者：肖峰¹，张新宏²，魏月华^1,∗，张凤涛¹，田家宇²

通信作者：魏月华

作者单位：1. 天津市自来水集团有限公司；2. 河北工业大学土木与交通学院

引文格式：

肖峰, 张新宏, 魏月华, 等. 污泥脱水液回流对引江水超滤处理工艺的影响分析[J]. 净水技术, 2024, 43(10): 57-65,143.

XIAO F, ZHANG X H, WEI Y H, et al. Analysis of impact of dewatered sludge filtrates on UF treatment process for river raw water [J]. Water Purification Technology, 2024, 43(10): 57-65,143.

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水厂排泥水处理过程中会产生较大量的污泥脱水液。为避免南水北调引江水资源的浪费，同时积极推进水厂的“零排放”建设目标，面向以引江水为水源的超滤处理工艺，评价了将污泥脱水液回流至原水池进行稀释回用的可行性。考察了不同污泥脱水液/引江原水混合比例下超滤系统的运行特性，发现当污泥脱水液适当稀释后，其对超滤净水效果和膜污染的影响急剧降低，当稀释比例达到1∶800时，出水水质与跨膜压增长曲线已接近引江原水直接超滤的情况。试验中引江原水的跨膜压增长速率为19.7 kPa/d，而污泥脱水液原液则达到25.8 kPa/d。当两者以1∶800比例稀释后，跨膜压增长速率下降为21.3 kPa/d，接近于引江原水。膜表面微观表征结果显示随着稀释比例的提高，滤饼层厚度、溶解性有机物、特征官能团红外峰强、污染元素相对质量分数均显著降低，逐渐下降到与原水直接超滤相近的水平。引江原水组的超滤膜滤饼层厚度为1.77 μm，而污泥脱水液原液组的滤饼层厚度为4.00 μm，污染程度较重。两者按1∶800比例稀释后的滤饼层厚度降低至1.82 μm，污染程度显著降低。研究结果可为南水北调受水城市超滤水厂的“零排放”建设提供参考。但值得注意的是，污泥脱水液的合理处置与利用问题目前仍处于起步和探索阶段，未来仍需从水质生物安全性和化学安全性的角度加以系统评估。同时可考虑氧化、吸附、微滤分离等预处理手段，以提高污泥脱水液回用过程的安全性。

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双水源不同原水配比对南方某水厂运行情况的影响

本文作者：王蕾¹，王佳函¹，樊丞越²，张嘉恩¹，刘宏远^2,∗

通信作者：刘宏远

作者单位：1. 杭州市水务集团有限公司；2. 浙江工业大学土木工程学院

引文格式：

王蕾, 王佳函, 樊丞越, 等. 双水源不同原水配比对南方某水厂运行情况的影响[J]. 净水技术, 2024, 43(10): 66-71.

WANG L, WANG J H, FAN C Y, et al. Influence of dual water sources with different raw water ratios on a WTP operation in southern China[J]. Water Purification Technology, 2024, 43(10): 66-71.

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针对J水厂的钱塘江、千岛湖水双水源供水格局，分析了不同水源混合比对水厂混合原水水质、出厂水水质、水厂混凝剂、消毒剂、聚丙烯酰胺(PAM)消耗及制水电耗的影响。结果表明，与上年同期相比，千岛湖优质原水比例的升高提高了水厂的原水水质，浑浊度和高锰酸盐指数分别降低26.18%和12%。另外，当混合原水中千岛湖水源水量达到95%以上时，出厂水浑浊度最大下降50%，制水电耗下降25.30%、混凝剂消耗下降60.29%，次氯酸钠消耗最大下降23.82%，而污泥产量、处理的PAM药耗较混合比为25%时下降66.91%、65%左右，水厂运行更加经济高效。

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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。

城市污水处理厂病原菌多样性及健康风险评价

本文作者：寸淑娟^1,2,3，王宪文³，曹平波³，李宗¹，黄婷¹，鲁智皓³，刘如铟^1,2,∗

通信作者：刘如铟

作者单位：1. 中国科学院大学资源与环境学院；2. 滨州魏桥国科高等技术研究院；3. 保山市检验检测院

引文格式：

寸淑娟, 王宪文, 曹平波, 等. 城市污水处理厂病原菌多样性及健康风险评价[J]. 净水技术, 2024, 43(10): 77-85.

CUN S J, WANG X W, CAO P B, et al. Evaluation of pathogenic bacterial diversity and health risks in urban WWTPs [J]. Water Purification Technology, 2024, 43(10): 77-85.

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污水中普遍存在大量病原菌，污水处理厂作为接收和处理污水的主要场所，在控制病原菌污染和保障再生水安全中发挥重要作用。研究利用16SrRNA测序技术和实时荧光定量PCR技术对中国北方一座污水处理厂夏、冬两季的细菌群落结构和病原细菌存在情况进行分析。研究结果表明，共检出27个病原菌菌属，其中假单胞菌属(Pseudomonas)、不动杆菌属(Acinetobacter)是主要病原菌属。经过一系列工艺处理，出水中含有病原菌属数目和含量明显降低，但发现常规出水检测指标大肠杆菌不能指示其他病原菌的存在情况和风险水平，提示仍需引入新的检测指标减少再生水回用的病原菌风险。

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臭氧-纳滤组合工艺深度处理污水处理厂二级出水试验

本文作者：付万俊¹，成小翔（《净水技术》青年编委）²，徐景涛²，武道吉^2,3，朱学武^2,∗

通信作者：朱学武

作者单位：1. 淄博市鲁中勘察设计审查咨询中心；2. 山东建筑大学市政与环境工程学院；3. 山东建筑大学资源与环境创新研究院

引文格式：

付万俊, 成小翔, 徐景涛, 等. 臭氧-纳滤组合工艺深度处理污水处理厂二级出水试验[J]. 净水技术, 2024, 43(10): 86-93.

FU W J, CHENG X X, XU J T, et al. Study on advanced treatment of secondary effluent from WWTP by the ozone-nanofiltration hybrid process[J]. Water Purification Technology, 2024, 43(10): 86-93.

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为了进一步降低污水处理厂二级出水中有机物，提高出水水质，增加回用路径，进行了臭氧-纳滤组合工艺深度处理二级出水试验研究。结果表明，该组合工艺对二级出水中荧光类有机物和溶解性有机物具有高效去除能力，尤其对UV₂₅₄、总有机碳的去除率最高可达到93.1%和88.1%。此外，臭氧投加浓度与膜污染情况密切相关。通过扫描电镜和比通量变化数据发现，相比于没有进行臭氧处理的空白组，臭氧-纳滤组合工艺中膜污染情况得到明显改善，且随着臭氧浓度的增加，膜污染程度逐渐减轻。当臭氧质量浓度为4 mg/L时，膜污染控制情况达到最优。相比于传统的混凝-沉淀-过滤水处理工艺，臭氧-纳滤组合工艺由于其出水水质优异、无二次污染、处理效率高等优点，在二级出水高效处理领域显示出广泛的应用前景。

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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。

原儿茶酸促进铁循环强化Fenton体系降解避蚊胺

本文作者：李昆峰¹，王丹丹¹，李海松^1,∗，陈晓蕾²，阎登科²，许子聪²

通信作者：李海松

作者单位：1. 郑州大学生态与环境学院；2. 知和环保科技有限公司

引文格式：

李昆峰, 王丹丹, 李海松, 等. 原儿茶酸促进铁循环强化 Fenton 体系降解避蚊胺[J]. 净水技术, 2024, 43(10): 115-124.

LI K F, WANG D D, LI H S, et al. Ferrokinetics promoted by protocatechuic acid and enhanced Fenton system for DEET degradation[J]. Water Purification Technology, 2024, 43(10): 115-124.

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为了减少传统Fenton体系中Fe(Ⅱ)的投加量，提高H₂O₂的利用率，选择添加原儿茶酸(PCA)实现Fenton体系中的铁循环。以避蚊胺(DEET)为目标污染物，在最佳反应条件：c(DEET)0=0.2 mmol/L，c(H₂O₂)=1.0 mmol/L，n(H₂O₂)/n[Fe(Ⅱ)]=20∶1，n(PCA)/n[Fe(Ⅱ)]=1∶1，pH值=3.0下，DEET在20 min内降解率可达75%。对DEET降解过程中的总铁(TFe)和Fe(Ⅱ)浓度的变化进行记录，证明了PCA除了作为络合剂提高溶液中Fe离子的溶解度，也可作为还原剂促进体系中的Fe循环。利用叔丁醇(TBA)和对苯醌(PBQ)作为自由基淬灭剂鉴别反应体系中主要活性物质，得出PCA/Fe(Ⅱ)/H₂O₂体系中起主要氧化作用的是羟基自由基(·OH)。共存离子试验结果表明，SO₄^2-的存在对DEET的降解没有影响。对常见的污染物降解试验表明，Fe(Ⅱ)/PCA/H₂O₂体系普适性较好。

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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。

水系治理项目污染源调查分析对策与实践

本文作者：孙同谦^∗，王华，张明运，梁伦彰

通信作者：孙同谦

作者单位：天津市政工程设计研究总院有限公司

引文格式：

孙同谦, 王华, 张明运, 等. 水系治理项目污染源调查分析对策与实践[J]. 净水技术, 2024, 43(10): 134-143.

SUN T Q, WANG H, ZHANG M Y, et al. Countermeasures and practice of pollution sources investigation analysis for river-system remediation projects [J]. Water Purification Technology, 2024, 43(10): 134-143.

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水系治理项目往往现场情况复杂、调研难度较大，污染源分析作为该类型项目前期工作中最关键环节，能够为后期项目实施提供最直接、最有效的依据。文章以南方某水系治理项目前期调研过程为例，详细阐述污染源分析对策中技术路线、工作方法，以及如何以污染负荷估算为标准分析各类型污染的量化指标。为明确目标水系污染源总体分布情况，该次污染源调查采用现场初勘、实地调查、污染源分析的工作方法，通过点源污染负荷估算和面源污染负荷估算，分析得到4个主要排口对目标水系入河COD_Cr、氨氮、TP污染总贡献率分别达83.1%、78.4%、85.5%，工业面源污染和农村面源污染对目标水系入河COD_Cr、氨氮、TP污染总贡献率分别达到75.41%、87.36%、83.36%。证明对目标子流域污染贡献度较高的排口和面源污染类型，为后期工程措施提供关键依据。文章所阐述的污染源分析对策可为类似项目前期调研提供思路和借鉴，为相关项目后期实施提供较为精准的依据。

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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。

改良型MSBR与反硝化深床滤池工艺在西北地区污水厂提标改造中的应用

本文作者：张国杰^∗，王磊，李建，姜琪

通信作者：张国杰

作者单位：中国市政工程西北设计研究院有限公司

引文格式：

张国杰, 王磊, 李建, 等. 改良型 MSBR 与反硝化深床滤池工艺在西北地区污水厂提标改造中的应用[ J]. 净水技术, 2024, 43(10): 160- 166,201.

ZHANG G J, WANG L, LI J, et al. Application of modified MSBR and denitrifying deep bed filter processes upgrading and reconstruction of WWTPs in northwest region[J]. Water Purification Technology, 2024, 43(10): 160-166, 201.

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西北地区M城镇污水处理厂最终排放水体以黄河为主要支流。为积极响应国务院关于黄河流域生态保护相关要求，针对该污水处理厂出水水质标准低、原有生物处理单元水质和水量变化适应性差以及出水浮渣量大等问题进行提标改造。在原有设备改造、完善的基础上，采用城市污水→粗格栅→集水池→提升泵→细格栅→曝气沉砂池(新建)→改良型MSBR池(改造原有CAST池)→中间提升泵房(新建)→高效沉淀池(新建)→反硝化深床滤池(新建)→接触消毒池→一级A达标外排工艺技术，污水厂出水标准由一级B提高至一级A，同时污水厂处理能力由60 000 m³/d扩容至100 000 m³/d，通过对连续稳定运行一年的系统中的经济性指标分析可知该方案具有良好的经济效益，能够作为西北地区污水处理厂提标改造的参考方案。