- 朱卓;但琼鹏;章雄飞;庞博;彭永臻;
在污水处理提质增效、总氮（TN）出水标准日益严格的背景下，针对深圳市某设计规模35万m~3/d的污水处理厂开展系统性工艺优化研究。该厂在A~2O工艺基础上组合了二级AO强化系统脱氮（A~2O+多级AO改良工艺），但存在碳源利用率低、多级AO功能未充分发挥、溶解氧（DO）控制不佳及出水TN波动等问题。工艺运行参数上，将厌氧、缺氧2区、缺氧3区的进水比由7∶3∶0调整至4∶4∶2，同时停用内回流；在曝气控制上，将气水比由3∶1降低至2∶1；在药剂投加上，碳源投加点位由3处（厌氧区、缺氧2区和缺氧3区）减少至1处（缺氧3区）。在无需新增构筑物、设备或停产改造的前提下，实现了运行成本节约与出水水质提升的双重目标。工艺优化后，解除了内回流对TN去除率的限制，出水ρ（TN）均值由（11.93±1.37） mg/L下降至（8.11±2.00） mg/L。原水碳源被合理分配至各缺氧区，碳源投加单耗由1.48 mg/L（以COD计）下降至0.62 mg/L，降幅58.07%，电单耗由0.339 kW·h/m~3下降至0.296 kW·h/m~3，降幅12.88%。11个月的运行时间内，节省碳源投加量371.45 t，减少用电4221043.40 kW·h，碳排放量减少3343488.47 kg CO_2-eq。该工艺优化不仅提高了污水处理厂的运行效率，还实现了节能减排的目标，为同类污水处理厂的优化改造提供了有益参考与借鉴。
2025年09期 v.43 1-8页 [查看摘要][在线阅读][下载 1395K] [下载次数：39 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：6 ] - 孙志强;谭伊让;李昊文;田禹;马军;隋潇;
饮用水安全是保障人类健康和社会发展的基石。随着水质标准的不断提高，具有高分离效率和长寿命优势的陶瓷膜在水处理领域展现出巨大潜力。纳米功能化陶瓷膜技术是提升饮用水水质与处理效率的前沿方向。系统综述了纳米材料改性陶瓷膜在饮用水处理中的前沿进展。概述了陶瓷膜的材料、结构及其过滤机理，详细阐述了纳米改性陶瓷膜的不同改性体系，分析了其在饮用水处理技术中的性能效果，如显著提升膜通量、增强污染物去除能力与抗污染性能。最后，探讨了该技术迈向规模化应用所面临的挑战：纳米材料分散性差、纳米材料浸出风险和膜污染问题，并对其未来发展路径进行了展望。文章聚焦于该技术从实验室迈向规模化应用进程中面临的技术瓶颈，系统梳理了不同纳米改性体系及其性能效果，旨在为推动纳米功能化陶瓷膜技术的深入研究与未来的产业化应用提供理论参考。
2025年09期 v.43 9-19页 [查看摘要][在线阅读][下载 1497K] [下载次数：42 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：0 ] - 李大鹏;刘松琪;宋欣雨;
受尾水中可利用碳源和溶解氧（DO）不足以及低温影响，传统人工湿地的总氮（TN）去除效率偏低，且伴随着较多温室气体（N_2O、CO_2和CH_4）释放。采用生物炭和黄铁矿作为基质，探究潮汐流运行方式下普通砾石和铁碳基人工湿地对低碳氮比（C/N）的污水处理厂尾水的脱氮效果及其温室气体排放情况，进一步探究温度对铁碳基人工湿地脱氮效果的影响。结果表明：铁碳基人工湿地在10,25℃下的TN去除率分别比普通砾石人工湿地分别提高了13.07%和17.32%，延长HRT能进一步提高脱氮效果，其产生的温室效应没有显著高于普通砾石人工湿地。10℃和25℃的温度变化不会影响潮汐流人工湿地对市政尾水氨氮（NH_4~+-N）的去除效果，但低温不利于硝态氮（NO_3~--N）的去除，导致TN去除效率不高。铁碳基人工湿地系统中，微生物的硝化功能基因amoA和反硝化功能基因nosZ丰度，及氨单加氧酶（AMO）和氧化亚氮还原酶（NOS）活性受温度和HRT影响明显，是影响湿地系统中TN去除效率的关键原因。
2025年09期 v.43 20-28页 [查看摘要][在线阅读][下载 1431K] [下载次数：99 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：0 ] - 王晴;成晓倩;柯雄;陈啊聪;陈尧;杨璇;邱光磊;韦朝海;
当前在工业废水处理中普遍存在能源消耗高的问题，节能降耗和资源回收已成为关键的应对策略。对此，以焦化废水为研究对象，通过双物化耦合OHO生物工艺平台，寻求资源化与污染控制协同的新途径。研究表明：亚铁盐在前物化单元中表现出优越的CN-和S~2-去除能力，聚合硫酸铁（PFS）与活性炭（AC）对生物出水表现出高效净化效果。借助相关性分析耦合模型优化前物化单元的操作条件，将FeSO_4·7H_2O的投加量降低了120 mg/L。采用响应曲面分析，分别将AC和PFS的投加量减少了130,100 mg/L。同时结合污泥逆流回用策略，在工程实践中发现优化后出水COD、TN、CN-、S~2-的浓度分别从原水的（3750±12）,(300±28),(26.7±2.4),(143±15) mg/L降低到（44.6±8.0）,(15.7±2.5),(0.12±0.02),(0.08±0.01) mg/L，实现了污染物的深度减排。同时，与传统运行模式比较，运行费用节省了2.31元/m~3，具有显著经济效益。结果表明：通过赋予各单元在整体系统中的特定角色和功能定义，挖掘不同处理阶段的深度耦合机制，可以实现废水处理系统工程的优化运行目标。
2025年09期 v.43 29-38页 [查看摘要][在线阅读][下载 1445K] [下载次数：316 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：0 ] - 高伟;李小冬;陈祥春;齐鲁;王洪臣;刘国华;罗云湘;
曝气器的氧传质效率对污水处理厂的现场运行状况至关重要，测定准确的氧传质效率（oxygen transfer rate,OTE）能够指导污水处理厂节能降耗。为满足在实际工艺状态下，对曝气器传质性能测定的需求，选用了尾气分析法测定曝气器工艺状态下氧传质效率（αSOTE），并进行影响优化研究。首先对比了O_2、CO_2和水蒸气的摩尔分数对动态、静态完全尾气分析法的测试精度的影响。然后，选取不同处理工艺（A~2/O、分段曝气工艺、SBR）的市政污水处理厂，采用测试精度受影响较小的尾气分析法进行现场测试，研究不同运行工艺、不同污泥浓度和污泥龄等运行工况下曝气器氧传质效率的变化规律。研究结果显示，静态完全尾气分析法的测试精度受影响较小，当OTE值>16%时，计算误差仅为1%。基于静态完全尾气分析法进行现场研究表明，αSOTE随污泥浓度和污泥龄的增大而减小。αSOTE受进水水质影响显著，在推流式曝气池中，离曝气池进水口越远，αSOTE越大。
2025年09期 v.43 39-47页 [查看摘要][在线阅读][下载 1456K] [下载次数：132 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：0 ] - 娄津铭;王洪臣;于震楠;王壮迎;范海涛;
酱香型白酒生产废水具有高渣砂、高悬浮物、高有机物浓度的特点，因此预处理工艺是其废水处理的关键环节。白酒酿造过程中产生的渣料、糠壳如不能高效去除，会导致后端废水处理工艺运行负荷高、设备严重损坏，甚至出水不能稳定达标。在贵州茅台股份有限公司下属中华污水处理厂进行了强化预处理测试，采用一种新型的网带式固液快速分离设备考察了不同处理精度下的渣砂拦截效果、处理能力、能耗物耗水平，并对废水资源化进行了可行性评估。结果表明，网带式固液快速分离设备处理效果远优于现状预处理工艺，在不同的生产轮次和工况下对200μm以上渣砂综合去除效率均可达到90%以上，且占地节省62%，吨水运行电耗降低80%，理论臭气产生量降低90%。另外，由于采用了极高精度的过滤网带，固液快速分离设备可对酒糟中的蛋白质、脂肪类物质进行有效回收，为酱香型白酒生产废水的绿色低碳运行提供了可行的技术支撑。
2025年09期 v.43 48-55页 [查看摘要][在线阅读][下载 1386K] [下载次数：38 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：0 ] - 郑晓英;范毅;李汶霏;胡天星;韩宗朔;陈克雨;林涛;陈卫;
设定了普通曝气（R1）和陶瓷膜微纳米曝气（R2）两组反应器，对比其氧传质性能、亚硝酸盐（NO_2~--N）累积效应、氧化应激水平、微生物群落结构及代谢过程，深入解析了陶瓷膜微纳米曝气对短程硝化（partial nitrification,PN）工艺中NO_2~--N积累的促进机制。清水曝气试验结果表明：陶瓷膜微纳米曝气氧传质能力强，其标准氧转移率（standard oxygen transfer efficiency,SOTE）为51.92%，是普通曝气（17.43%）的3倍。运行121 d后，R2更早出现NO_2~--N积累现象，且亚硝酸盐积累率（91.86%）高于R1(83.05%）。氧化应激水平的测定，进一步验证了亚硝酸盐氧化菌（NOB）对陶瓷膜微纳米曝气引发的氧化应激更敏感，最终使氨氧化菌（AOB）获得相对生长优势，EPR检测结果证实陶瓷膜微纳米曝气在水中产生了·OH，其使硝化细菌发生氧化应激从而活性降低。高通量测序结果显示，R1、R2中AOB(Nitrosomonas）丰度相近，而R2中NOB(Nitrospira）相对丰度（1.66%）显著低于R1(3.54%），表明陶瓷膜微纳米曝气的差异抑制作用增强了AOB的相对生长优势。宏基因组结果表明：在陶瓷膜微纳米曝气条件下，氨氧化过程代谢水平受影响较低，且硝化菌（主要为AOB）发生了抗氧化防御，减弱了氧化应激带来的不利影响。因此，相比普通曝气，短程硝化工艺中采用陶瓷膜微纳米曝气具有更好的NO_2~--N积累效果。该研究成果可为PN工艺的发展以及主流Anammox的应用提供理论支持。
2025年09期 v.43 56-65页 [查看摘要][在线阅读][下载 2267K] [下载次数：77 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：1 ] - 郑凯凯;王燕;万新宇;陈亚松;李激;
随着污水处理厂出水总磷标准的逐步提高，化学除磷加药已成为污水处理厂不可或缺的工艺单元。为确保出水的稳定达标排放，普遍存在除磷药剂过量投加的问题，而目前尚缺乏运行效果良好且能在实际污水处理厂广泛应用的智能加药方案。以某实际污水处理厂气浮深度除磷为例，综合考虑实际运行中水质水量波动大的特点，建立了以磷负荷（kg/h）为核心的智能加药算法，并进行不同磷酸盐浓度情况下PAC投加量的实际测试分析，建立了动态Al/P摩尔比关键参数匹配模型，实时核算PAC投加量，并控制加药泵的流量输出。结果表明：智能除磷加药控制系统运行后的平均药耗从0.71 t/万t下降至0.45 t/万t，节省比例高达36.6%。在降低了污水处理厂运行费用的同时，削减了受纳水体中残留的金属离子，产生了显著的经济和环境效益，对于探索污水处理厂低碳运行和精细化管控模式具有重要意义。
2025年09期 v.43 66-71页 [查看摘要][在线阅读][下载 1382K] [下载次数：122 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：1 ] - 江乐勇;赵颖出;孙事昊;邢亿园;王博;彭永臻;张璐晶;庞洪涛;杨慎华;
挂膜是生物膜工艺运行的关键步骤，水力停留时间（HRT）是其关键影响因素之一。建立4个纯生物膜反应器，以北方某污水处理厂原水作为进水，探究不同HRT对生物膜量、生物膜种群结构的影响。试验结果显示：短HRT策略（2 h）在挂膜前15 d生物膜量可达到（21.23±1.2） mg SS/carrier，相比不进水、长HRT策略（6 h）和长短HRT切换（6 h→2 h）3种策略，在挂膜前期具有显著的优势。扫描电镜（SEM）和高通量测序（Illumina Miseq）分析15,32,57 d的样品的结果显示，4个反应器生物膜群落结构均随挂膜时间的延长发生了显著变化，变多的菌属主要有Acinetobacter属、Pseudomonas属，变少的菌属主要有Ottowia属、Acidovorax属等。但是，不同HRT策略之间群落结构的α多样性H检验、β多样性ANOSIM/Adonis检验结果均显示出4组之间无显著性差异。这说明不同HRT策略会影响生物膜量，但对生物膜群落结构的影响不显著，基于此结论提出了“先挂膜再驯化”的功能性生物膜启动方法。
2025年09期 v.43 72-81页 [查看摘要][在线阅读][下载 1510K] [下载次数：271 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：1 ] |[阅读次数：0 ] - 王昱程;苏志国;李菲菲;温东辉;
微生物，尤其是细菌，在污水处理工艺中起到至关重要的作用。污水处理厂排水也向水环境中释放细菌，致病细菌产生的健康风险不容忽视。聚焦于4个不同类型的污水处理系统，分别采集进水、二沉池出水（生物处理后）和最终出水（化学处理后）样品，对水样理化性质、细菌群落构成特征和影响因素进行分析。群落结构分析结果表明：非致病菌群落的α和β多样性在污水处理过程中均未发生显著变化，96%的物种存在于所有点位；最终出水的致病菌群落Shannon多样性较进水显著降低；不同污水处理系统的致病菌群落动态存在差异，部分致病菌种的相对丰度在出水处上升。共现网络分析结果表明：非致病菌群落高丰度物种与抗生素抗性基因（ARGs）存在较强的共现关系，而致病菌中则是部分低丰度物种与ARGs存在相对更强的共现关系。进水群落受到COD、TN、TP等污染因子的影响较多，二沉池和最终出水群落则主要受到pH的影响，其中，致病菌群落受pH的影响显著。研究结果揭示了不同污水处理厂细菌群落的沿程分布和特征，并指出污水处理厂外排致病菌对受纳环境的潜在健康风险。
2025年09期 v.43 82-91页 [查看摘要][在线阅读][下载 1822K] [下载次数：206 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：0 ] - 江乐勇;王宇萌;孙事昊;邢亿园;赵福兵;王博;彭永臻;
功能性生物膜指在移动床生物膜工艺（moving bed biofilm reactor,MBBR）、生物膜/活性污泥组合工艺（integrated fixed activated sludge,IFAS）等生物膜工艺中发挥强化硝化、反硝化、厌氧氨氧化等某一种或组合功能的生物膜，挂膜、驯化和功能性菌群的富集是生物膜工艺成功启动的关键步骤。从操作运行方案、环境条件、水力学条件、微生物特性以及填料特性等多方面，系统性总结了功能性生物膜在挂膜、驯化和功能性菌群富集过程中的影响因素，梳理了生物膜反应器的关键设计参数，并结合文献数据提出了碳氮比（C/N）、水力停留时间（HRT）和填料填充率（packing ratio）的参数选择建议，最终提供了功能性生物膜挂膜、驯化的综合策略。未来应加强对挂膜过程中水力学和微生物学方面的研究，深化对驯化过程中微生物群落演替规律和功能菌群代谢机制的认识，形成有效的挂膜、驯化运行策略。
2025年09期 v.43 92-106页 [查看摘要][在线阅读][下载 1418K] [下载次数：321 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：0 ] - 林彦含;包芮齐;付婧怡;陈乐怡;陈红;
抗生素耐药性传播已成为全球公共卫生领域的重大挑战。污水处理系统作为抗生素抗性基因（antibiotic resistance genes, ARGs）的重要储存库和传播节点，其微生物生态过程备受关注。噬菌体作为细菌病毒和潜在的基因转移载体，在ARGs传播中发挥着双重作用，其通过裂解作用直接清除耐药菌的同时，可通过转导机制促进ARGs的水平转移。这种矛盾性使得阐明噬菌体调控ARGs传播机制成为环境微生物学研究的核心问题之一。采用文献计量学方法，系统分析了1980—2024年间全球相关研究文献，重点探讨了污水处理系统中噬菌体介导ARGs传播的作用机制，为制定ARGs的精准防控策略提供理论依据。
2025年09期 v.43 107-118页 [查看摘要][在线阅读][下载 1410K] [下载次数：292 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：1 ] - 陈亚松;柳蒙蒙;孙宛;陶翔;邵彦鋆;王燕;王硕;李激;
通过基于水力旋流器的污泥致密化技术，有望解决污水处理厂因处理负荷增加所面临的运行瓶颈。然而，目前仍缺乏水力旋流器的运行优化调控研究，以实现污泥沉降性能的精准提高。为进一步提升该技术的致密效率，系统比较了低（1 m/s）与高（3 m/s）进料流速下湿污泥尺寸分布和沉降性能差异。结果显示，相较于低流速，高流速增强了底流与溢流污泥的分离效率，使底流内中、大型生物聚集体（≥150μm）的占比较溢流高出10.6%。经致密技术强化后，底流污泥的SVI_(30)由101.3 mL/g降至89.1 mL/g，沉降性能显著改善（P<0.05），而被淘汰的溢流污泥SVI_(30)高达124.9 mL/g。在功能菌群性能方面，致密污泥的硝化、反硝化与释磷速率分别提高3.3%、7.2%和12.2%。优势菌群分析进一步揭示，兼具高EPS分泌能力与同步硝化反硝化功能的Delftia在致密组中相对丰度增加3.02%，保证了污泥的聚集以及氮去除能力的提升。相反，具有反硝化除磷潜力的Acinetobacter和Dechloromonas丰度略有下降，但仍可能在脱氮除磷功能提升中发挥关键作用。该研究明确了旋流器流速调控对污泥致密化效果的显著影响，未来有必要结合分子生物学手段与动力学建模，推动旋流器参数优化与智能控制策略的发展。
2025年09期 v.43 119-126页 [查看摘要][在线阅读][下载 1358K] [下载次数：78 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：0 ] - 赵梓程;周柯;陈荣;
生活污水排放量大且有资源回收潜力，浓缩有机物对收集污水能源意义重大。目前，混凝沉淀法是污水浓缩的主流手段。以西安市思源学院下设水厂实际污水为研究对象，探究混凝剂种类、投加量、沉淀时间、初始pH值对碳源捕获及磷源富集效果的影响。通过生物炭动态吸附柱工艺进一步处理混凝出水，使出水主要指标符合GB 18918—2002《城镇污水处理厂污染物排放》一级A标准。随后通过超声辅助解吸-复吸循环实验，提升解吸率并对氯化铁改性玉米芯生物炭的可循环利用特性进行探究。研究发现：当混凝剂为FeCl_3·6H_2O，投加混凝液300 mg/L，沉淀时间30min，初始pH=6时，COD捕获率最高达67.76%，总磷与磷酸盐富集率超98%；改性玉米芯生物炭动态吸附柱高度45cm，进水流速4 mL/min时，连续工作5 h内，出水主要指标达GB 18918—2002《城镇污水处理厂污染物排放标准》一级A标准；HCl作为解吸液效果理想，且可作为pH调节剂回用于混凝实验，实现资源循环利用。在0.5 mol/L HCl、25℃、超声时间75 min条件下，COD与N的解吸率分别提升至（94.65±0.01）%、（94.25±0.05）%，接近体系理论极限，同时解吸时间降幅分别达83.3%与92.2%。经5次解吸-复吸循环实验，改性玉米芯生物炭仍能吸附50%以上的COD与N。该研究成果为污水处理厂废水净化和资源回收利用提供了科学依据。
2025年09期 v.43 127-138页 [查看摘要][在线阅读][下载 1777K] [下载次数：106 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：0 ]