期刊导览 |《净水技术》2024年第9期亮点文章推介

学术 2024-10-31 17:23 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。

济南市泉水直饮工艺与建设模式的探索与应用

本文作者：高洪波¹ ,徐双成¹ ,蔡淑垚¹ ,朱学武² ,周伟伟^3,^∗,武道吉²

通信作者：周伟伟

作者单位：1. 济南普润水务有限公司；2. 山东建筑大学市政与环境工程学院；3. 山东城市建设职业学院市政与设备工程系

引文格式：

高洪波, 徐双成, 蔡淑垚,等. 济南市泉水直饮工艺与建设模式的探索与应用[J]. 净水技术, 2024, 43(9): 1-5,43.

GAO H B, XU S C, CAI S Y, et al. Exploration and application of technology and construction mode of spring water direct drinking in Jinan City[J]. Water Purification Technology, 2024, 43(9): 1-5,43.

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济南市地下岩溶泉水丰富，富含钾、钠、钙、镁、锶以及偏硅酸盐等对人体有益的矿物元素，但水体总硬度超标，不符合现有高品质饮用水标准的要求。为满足济南市民对高品质饮用水的诉求，从泉水直饮实施的工艺路线层面，通过采用绿色无药剂“多介质过滤、精密过滤、超滤、纳滤和臭氧+紫外线双重消杀”技术处理后，出水经304不锈钢管线循环排布至用户，保证饮水安全同时充分保留泉水水质特色。从泉水直饮实施的建设模式层面，充分结合新建小区、既有小区等需求特点，制定了管线入户式和集中式的供水模式，最后指出泉水直饮是济南城市的特色，更是普惠的民生福祉，将按照济南市市民泉水直饮规划要求因地制宜分阶段分步骤推进。

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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。

基于碳材料电增强吸附全氟化合物和抗生素的研究进展

本文作者：徐坤坤，邢加建（《净水技术》青年编委），陈硕

通信作者：邢加建 （《净水技术》青年编委）

作者单位：大连理工大学环境学院

引文格式：

徐坤坤, 邢加建, 陈硕. 基于碳材料电增强吸附全氟化合物和抗生素的研究进展[J]. 净水技术, 2024, 43(9): 6-13,172.

XU K K, XING J J, CHEN S. Research progress on electro-enhanced adsorption of perfluorinated compounds and antibiotics based on carbon materials[J]. Water Purification Technology, 2024, 43(9): 6-13,172.

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新污染物以其持久性和生物富集性在环境中积累和迁移，对自然生态系统和人类健康造成巨大风险。电增强吸附可以通过控制外部施加不同电压有效吸附去除水体中的新污染物，并且再生简单、无二次污染，因此在去除新污染物等领域，电增强吸附技术有巨大的应用前景。碳材料具有比表面积大、导电性好、成本低等优点，是良好的电增强吸附电极材料。文章综述了近些年碳电极在电增强吸附部分重要新污染物(全氟化合物和抗生素)的研究进展，并探讨水环境条件对电增强吸附性能的影响。

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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。

城镇污水污泥处理处置流程中典型病毒的发生及潜在风险

本文作者：田海宁¹，陈江峰²，董滨^1,^∗

通信作者：董滨

作者单位：1. 同济大学环境科学与工程学院；2. 上海理工大学环境与建筑学院

引文格式：

田海宁, 陈江峰, 董滨. 城镇污水污泥处理处置流程中典型病毒的发生及潜在风险[J]. 净水技术, 2024, 43(9): 14-24,141.

TIAN H N, CHEN J F, DONG B. Typical virus occurrence and potential risks in urban sewage and sludge treatment / disposal process[J]. Water Purification Technology, 2024, 43(9): 14-24,141.

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城镇污水中存在大量可造成流行性疾病的病毒，但目前污水污泥处理处置过程中病毒的去除效果及公共风险尚不明晰，如何确保病毒在污水污泥处理处置工艺中被有效去除，是保证城镇健康安全的关键。为此，文章分析和总结了典型病毒在污水污泥处理系统中的发生和转变，概括了污水和污泥处理流程中各工艺对病毒的灭活机制，以及不同处理工艺对病毒的去除效果，并对该过程中存在的职工健康风险隐患进行了归纳，针对性提出相应防控建议，为实现城镇污水厂典型病毒全流程风险管理提供参考依据。

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农村生活污水生态处理技术研究进展

本文作者：囤荣凯¹，刘宝震¹，马彬²，安呈泰³，王永磊^1,^∗，王欣妍⁴

通信作者：王永磊

作者单位：1. 山东建筑大学市政与环境工程学院；2. 新泰市新汶自来水有限公司；3. 山东建筑大学设计集团有限公司；4. 青岛理工大学环境与市政工程学院

引文格式：

囤荣凯, 刘宝震, 马彬, 等. 农村生活污水生态处理技术研究进展[J]. 净水技术, 2024, 43(9): 25-34.

DUN R K, LIU B Z, MA B, et al. Research progress of ecological technology for rural domestic sewage treatment[J]. Water Purification Technology, 2024, 43(9): 25-34.

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生态型处理技术是农村生活污水处理常用工艺，可依据农村地区的水质、地理特征和社会经济条件选择最佳的生态型技术，是农村水环境治理的迫切需求。文章归纳了近年来广泛应用于我国农村生活污水处理的各类生态型技术，介绍了多种生态技术组合工艺，以及生物强化生态处理工艺的研究进展，阐述了各种工艺类型的适用水质条件和对污染物的去除效果。中国的农村地区普遍存在经济薄弱问题，通过对比各种生态工艺的实际工程效能，以及其建设成本、技术特点、运维管理等指标，为我国广大农村地区选择适用于当地生活污水处理的生态处理技术时提供经验和指导。

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光谱法应用于地表水体微藻检测技术的研究进展

本文作者：崔雯¹，王琳^1,2,^∗，朱明飞¹，郑成龙¹，路孝振¹，张欢欢¹，鞠欣雨¹，王一涵¹，李照¹

通信作者：王琳

作者单位：1. 山东建筑大学市政与环境工程学院；2. 山东建筑大学资源与环境创新研究院

引文格式：

崔雯, 王琳, 朱明飞, 等. 光谱法应用于地表水体微藻检测技术的研究进展[J]. 净水技术, 2024, 43(9): 35-43.

CUI W, WANG L, ZHU M F, et al. Research progress on application of spectroscopy in microalgae determination technology in surface water bodies[J]. Water Purification Technology, 2024, 43(9): 35-43.

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微藻中含有蛋白质、脂类、多糖、色素等多种营养成分，被广泛应用于医药、食品、水产养殖、生物能源等领域，具有很高的商业价值。因此，针对地表水体微藻的生物学研究具有十分重要的应用价值。光谱法作为一种操作简单、快速高效的检测方式，常用于确定物质结构和化学成分，在生物样品检测中具有良好优势。文章介绍了紫外-可见光谱、荧光光谱、红外光谱、拉曼光谱4种分子光谱技术，特别介绍了光谱技术结合计量学分析方法在微藻研究领域的应用。研究综述了光谱技术在成分分析、分类鉴定、生长代谢监测和选育等与微藻相关领域的国内外应用研究进展。光谱法在微藻领域的应用还处于发展阶段，在此基础上，对光谱技术在藻类领域的应用进行了展望，为光谱技术在微藻领域的应用提供新的研究方向。

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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。

供水管网漏损控制方法与应用成效分析

本文作者：王娴^1,2，陶涛^1,^∗，严国²

通信作者：陶涛

作者单位：1. 同济大学环境科学与工程学院；2. 上海市嘉定自来水有限公司

引文格式：

王娴, 陶涛, 严国. 供水管网漏损控制方法与应用成效分析[J]. 净水技术, 2024, 43(9): 54-62.

WANG X, TAO T, YAN G. Leakage and loss control methods and application results analysis in water supply pipelines networks[J]. Water Purification Technology, 2024, 43(9): 54-62.

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随着经济社会发展，城镇化进程加快，水资源供需矛盾短缺日趋严重，而城市供水管网漏损，是目前困扰节水的难题之一，供水管网漏损控制已成为“十四五”城市供水行业的重点工作之一。文章简要介绍了供水管网漏损的原因和主要控制方法。重点结合水司自身特点，分析了实际工程应用成效，主要包括：推进独立计量区(DMA)进行的夜间最小流量监控；开展日常巡检及周期性检漏；定期开展水表轮换；改造老旧管网；布设管网压力监测点；加装水池水箱远程监控。而通过各种不同控制手段的结合使用，有效地控制了管网漏损，2023年综合漏损率降低为10%，研究成果以期为各水司供水管网的漏损控制提供指导和借鉴。

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基于GCN和TPA混合模型的青草沙水库叶绿素 a 浓度预测方法

本文作者：彭涛¹，张晟¹，祁少骏²，张海平^1,^∗

通信作者：张海平

作者单位：1. 同济大学环境科学与工程学院；2. 自然资源部东海海域海岛中心

引文格式：

彭涛, 张晟, 祁少俊, 等. 基于 GCN 和 TPA 混合模型的青草沙水库叶绿素 a 浓度预测方法[J]. 净水技术,2024, 43(9): 63-72.

PENG T, ZHANG S, QI S J, et al. Prediction method of chlorophyll-a concentration of Qingcaosha Reservoir based on the hybrid model of GCN and TPA[J]. Water Purification Technology, 2024, 43(9): 63-72.

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青草沙水库是上海重要饮用水水源地，面临较大藻华暴发风险，实现对水库叶绿素a(Chl-a)浓度的准确预测，对于饮用水安全保障至关重要。文章以青草沙水库为对象，提出了一种图卷积时间模式注意力网络混合模型(GC-TPA)，首先利用时间模式注意力(TPA)机制学习水质数据的时间依赖性，其次使用图卷积网络(GCN)学习不同水质参数之间的关系。另外，为进一步提高模型的预测精度，引入完全自适应噪声集合经验模态分解(CEEMDAN)以降低模型的滞后性，同时使用多层感知机(MLP)学习Chl-a浓度的突变。结果表明：(1)引入的GCN模块显著增强了TPA对Chl-a的预测能力，结合CEEMDAN和MLP的帮助，模型性能进一步提升，以纳什效率系数作为评价指标，混合模型的24 h预测精度较单独TPA提升了56.5%；(2)与单独TPA和长短期记忆网络(LSTM)的对比试验表明，在更长的预测周期(48 h)上，GC-TPA虽然精度下降，但仍表现最好，48 h预测平均绝对误差和均方误差比LSTM低25.5%和24.0%，比TPA低4.92%和8.40%；(3)GCN模块与MLP模块在结果预测中发挥了不同的作用，GCN模块增强了TPA的特征学习能力，提高了模型对Chl-a浓度变化趋势的预测精度，而MLP则对Chl-a的突变较为敏感。研究所提出的GC-TPA混合模型在青草沙水库Chl-a浓度短期预测中表现良好，可为水库水质管理提供支撑。

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H₂O₂-纳滤组合工艺深度处理地表水试验

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. H₂O₂-纳滤组合工艺深度处理地表水试验[J]. 净水技术, 2024, 43(9): 73-79.

FU W J, CHENG X X, XU J T, et al. Combined process of H₂O₂- nanofiltration for advanced treatment of surface water[J]. Water Purification Technology, 2024, 43(9): 73-79.

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尽管纳滤膜技术适用于地表水处理领域，但在处理过程中会受到膜污染和可溶性有机物截留率低等问题的限制。为了解决以上问题，研究研发了一种新的组合工艺(H₂O₂-纳滤组合工艺)，旨在增加地表水处理效果和缓解纳滤膜污染。文章研究了H₂O₂处理作为纳滤处理地表水前的预处理，进行过滤试验以评估H₂O₂氧化预处理对膜处理地表水的截留性能、纳滤膜污染的影响。结果表明，相比于单独的H₂O₂氧化处理和单独的纳滤膜过滤处理，H₂O₂-纳滤组合工艺对地表水的处理效果增强，对UV₂₅₄、总有机碳(TOC)的最高去除率分别为97.6%、98.5%，对TDS和电导率的最高去除率分别为51.1%和50.9%。H₂O₂氧化可以将地表水中的大分子有机污染物氧化为小分子或CO₂和H₂O等无机物，所以将H₂O₂氧化作为膜前预处理减轻了58.5%的膜通量降低，缓解了纳滤膜表面大部分的膜污染。此外，该工艺对地表水的荧光类有机物也具有显著的去除率。基于该组合工艺出色的工艺性能，可以得出结论，H₂O₂-纳滤工艺在处理地表水方面具有相当大的应用潜力。

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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。

盐改性方法对沸石吸附氨氮性能的影响

本文作者：周传庭（《净水技术》青年编委）¹ ,安莹² ,羌佳鑫^2,3 ,王聪¹ ,覃阳洁² ,周振^2,^∗

通信作者：周振

作者单位：1. 上海市城市建设设计研究总院（集团）有限公司；2. 上海电力大学环境与化学工程学院；3. 中国石化上海石油化工股份有限公司

引文格式：

周传庭, 安莹, 羌佳鑫, 等. 盐改性方法对沸石吸附氨氮性能的影响[J]. 净水技术, 2024, 43(9): 80-86.

ZHOU C T, AN Y, QIANG J X, et al. Effect of salt modification method on performance of ammonia nitrogen adsorption by zeolite[J]. Water Purification Technology, 2024, 43(9): 80-86.

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采用不同种类盐对天然沸石进行改性，通过吸附动力学和吸附热力学特性对比，探讨了盐改性方法对沸石吸附生活污水中氨氮性能的影响。结果表明，NaCl、CH₃COONa、KCl、MgCl₂和CaCl₂改性沸石分别在改性液浓度为0.2、0.6、0.4、0.2 mol/L和0.1 mol/L时达到最佳氨氮去除率，分别为95.9%、82.1%、75.4%、74.9%和78.4%，最高达天然沸石的1.3倍，改性成本仅为0.052元/t。天然沸石和盐改性沸石对的吸附可以用准二级动力学描述，适用Freundlich吸附等温模型，低温有利于反应的发生。盐改性增大了沸石的吸附速率、表面均质性和最大离子交换容量。

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城镇污水处理厂数字工艺员系统开发及应用

本文作者：王丽花^1,^∗，陈会娟²，朱明瑞¹

通信作者：王丽花

作者单位：1. 上海城投污水处理有限公司,上海 201203;2. 上海西派埃智能化系统有限公司

引文格式：

王丽花, 陈会娟, 朱明瑞. 城镇污水处理厂数字工艺员系统开发及应用[J]. 净水技术, 2024, 43(9): 87-97,120.

WANG L H, CHEN H J, ZHU M R. Development and application of digital process operator system in urban WWTPs[J]. Water Purification Technology, 2024, 43(9): 87-97,120.

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在中国经济社会发展的绿色化、低碳化转型背景下，污水处理作为污染防治和温室气体减排的关键领域，面临着提升处理效率和降低碳排放的双重挑战，文章旨在采用统计学、流体力学理论、机器学习等多种技术建立基于生产数据驱动的智慧化数字工艺员系统。以某污水处理厂为研究对象，采用XGBOOST机器学习算法建立综合考虑上游泵站、区域温度、天气等因素的污水厂水量预测模型;基于污水厂工艺运行原理及历史运行数据，采用机器学习、流体力学理论等多种技术，建立了基于“机理”+“数理”融合的污水处理厂各工艺段参数预测模型，并开发了包含生产现场层、控制层和决策层3层架构的污水处理厂数字工艺员系统，在该污水处理厂进行了应用。研究结果表明:该数字工艺员系统实现了污水处理厂智能排产、工艺参数预测等智慧决策功能，与上一年同期未使用该系统相比，在TN、氨氮和TP去除率增加的基础上，平均电单耗和药单耗分别下降了4.98%和4.11%，达到减污降碳、协同增效的目的，提升了污水处理厂数字化、绿色化和智慧化水平。

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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。

基于数字成像比色法对水中不同价态锰浓度的测定

本文作者：肖秋熔¹，黄岳桦¹，秦雯¹，宋阳^1,^∗，罗从伟（《净水技术》青年编委）²

通信作者：宋阳

作者单位：1. 广东工业大学土木与交通工程学院；2. 山东建筑大学市政与环境工程学院, 资源与环境创新研究院

引文格式：

肖秋熔, 黄岳桦, 秦雯, 等. 基于数字成像比色法对水中不同价态锰浓度的测定[J]. 净水技术, 2024, 43(9): 121-129,135.

XIAO Q R, HUANG Y H, QIN W, et al. Determination of manganese concentrations with different valences in water based on digital imaging colorimetry[J]. Water Purification Technology, 2024, 43(9): 121-129,135.

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电解锰的工业废水中含有高浓度的锰。文章建立了基于数字成像比色法快速测定计算水中不同价态锰浓度的方法。在酸性条件下，三价锰[Mn(Ⅲ)]和四价锰[Mn(Ⅳ)]与2，2-联氮-二(3-乙基-苯并噻唑-6-磺酸)二铵盐(ABTS)反应(1∶1和1∶2)，产生绿色的ABTS自由基(ABTS·⁺)。在酸性和过量焦磷酸钠络合剂(PP)条件下，通入过量的臭氧会使二价锰[Mn(Ⅱ)]变为七价锰[Mn(Ⅶ)]，Mn(Ⅶ)与ABTS反应的计量关系为1∶5。通过手机对显色溶液进行拍照，将图片导入用Python语言编译好代码的软件中来获取红、绿、蓝三色通道(RGB)值，同时利用其高效的计算能力，对不同价态的锰进行测定计算。在优化的试验条件下，吸光度与RGB的信号中对应的红色通道(R值)成线性关系，线性方程为y=-0.018x+2.46，相关系数为0.991，检出限为0.03。该方法具有检测效率高、成本低、准确性高的特点，同时可用于电解锰的废水排放时锰的在线监测。

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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。

二次供水系统不锈钢改造对水质微生物安全性的成效

本文作者：范晶璟^1,^∗，白晓慧²

通信作者：范晶璟

作者单位：1. 上海临港供排水发展有限公司；2. 上海交通大学生命科学技术学院

引文格式：

范晶璟, 白晓慧. 二次供水系统不锈钢改造对水质微生物安全性的成效[J]. 净水技术, 2024, 43(9): 136-141.

FAN J J, BAI X H. Effect of stainless steel reconstruction on microbial safety of water quality in secondary water supply system[J]. Water Purification Technology, 2024, 43(9): 136-141.

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二次供水系统材质对输配水质有重要影响。为了研究二次供水系统更新不锈钢材质对管网微生物水质改善成效，采用基于R2A贫营养培养基的异养菌平皿计数(HPC)检测方法和基于16S rRNA基因高通量测序的微生物组学技术对上海市直饮水示范区不锈钢材质改造前后的微生物质量进行了评估。结果表明，不锈钢管道改造可以有效降低二次供水系统中的微生物数量。在夏季对供水末端实施不锈钢材质改造后，供水水质中HPC数量明显下降。未改造小区B的HPC整体水平高于改造小区A，改造后的小区B的HPC数量低于改造前。温度对二次供水末端微生物数量影响明显，10月数量明显高于11月和12月。从原水、出厂水到泵房水池进水，优势菌属由不动杆菌属转变为假单胞菌属，入户后Phreatobacter菌属逐渐占据优势。改造前的小区B相比改造后小区A拥有潜在致病表型和生物膜形成能力表型的微生物相对丰度更高，并主要由高丰度的不动杆菌属组成。二次供水不锈钢管材更换可以通过降低有关生物膜形成功能相关和致病相关的细菌丰度来控制饮用水中的部分微生物风险。

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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。

AAOA+MBR工艺在长沙某半地下式污水处理厂的应用案例

本文作者：陈昱霖，姚枝良，张欣^*

通信作者：张欣

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：

陈昱霖, 姚枝良, 张欣. AAOA+MBR 工艺在长沙某半地下式污水处理厂的应用案例[J]. 净水技术, 2024, 43(9): 158-164.

CHEN Y L, YAO Z L, ZHANG X. Application case of AAOA+MBR process in a semi-underground WWTP in Changsha[J].Water Purification Technology, 2024, 43(9): 158-164.

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在新时代“两山”理论的指引下，市政设施在发挥功能同时，更加注重环境影响。近年来地下式污水厂作为一种节地、环境友好式建设形式被广泛应用。膜生物反应器(MBR)工艺作为创新膜技术，可取消传统工艺中二沉池和深度处理设施占地，在地下式污水厂中应用可大幅减少土建投资，并节约工程占地。文章以长沙市某座污水厂为例，介绍了AAOA+MBR工艺在地下式污水处理厂中的应用，总结地下式污水厂设计要点。该污水厂本次设计规模为25万m³/d，其中土建一次完成，设备分两阶段安装，一阶段安装为12.5万m³/d，采用AAOA+MBR+紫外消毒工艺，尾水排放标准优于湖南省地标一级标准。通过环境友好的建设模式，激活周边地块的开发价值，提升综合效益。本工程用地标准仅为0.3 m²/(m³·d^-1)，远低于国家标准，为类似工程提供参考。

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《净水技术》二〇二四年九月刊目录

涵盖九大主题

24篇文章来自水行业领域的学者

194页学术硕果

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引领供水行业高品质饮用水目标的实现

呈现污水处理与回用的创新应用

荟萃城镇水系统全流程中监测技术的创新

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