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全流程水厂：保障饮用水安全优质的一道“有力屏障”

发布于：2022-08-05 09:55:05 来自：给排水工程/中水处理回用 [复制转发]

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。

思考与总结：全流程水厂工艺、案例、设计

本文作者： 陈燕波，潘名宾，司徒菲，魏旭，孙建春，万年红，镇祥华

作者单位：中国市政工程中南设计研究总院有限公司

引文格式：陈燕波, 潘名宾, 司徒菲, 等. 基于饮用水安全优质保障的全流程水厂设计思考[J]. 净水技术, 2022, 41(7): 1-6, 26.

CHEN Y B, PAN M B, SITU F, et al. Consideration on the design of whole-process waterworks based the safety and quality guarantee of drinking water[J]. Water Purification Technology, 2022, 41(7):1-6,26.

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饮用水水源污染和水质提升是当前我国城市供水行业面临的两大压力。在此背景下，基于饮用水多级屏障理念的全流程工艺在水厂设计中得到应用，促进了全流程水厂的建设与实践。 陈燕波 副总工等总结了全流程工艺的概念、组成单元及特点；简要介绍了雄安新区等地的全流程水厂设计案例；从利用“水专项”成果建设标杆水厂、提高净水工艺针对性保障安全优质供水、合理选择工艺单元和工艺参数提高净水系统弹性、贯彻绿色生态理念提高水厂与环境融合度、设置多种运行模式提高水厂运转灵活性、建设智慧型水厂提升运行管理水平等方面对全流程水厂设计进行了系统思考和总结。

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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。

污水厂磷的富集原理与工艺及资源化回收新趋势

本文作者： 蒋涛，田晴，李方，杨波，朱艳彬

通信作者：田晴

作者单位：东华大学环境科学与工程学院

引文格式：蒋涛, 田晴, 李方, 等. 污水厂磷的富集原理与工艺及资源化回收新趋势[J]. 净水技术, 2022, 41(7): 7-16,35.

JIANG T, TIAN Q, LI F, et al. Principle and technology of phosphorus enrichment in WWTP and new trend of resource recovery[J]. Water Purification Technology, 2022, 41(7): 7-16,35.

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面对磷资源耗竭和水体富营养化双重危机，磷的去除与回收已成为当前可持续污水处理与资源回用的热点话题。水体中磷的来源与存在形式决定了从污水厂富集并回收磷的可行性与必要性，磷富集与回收的技术分为生物型与非生物型，生物富磷与结晶法回收联用是目前污水厂实现磷资源回收的主要途径。 田晴、李方 课题组系统总结了污水厂废水处理工艺中(主流工艺)和污泥处理工艺中(侧流工艺)实施磷回收的技术及特点，介绍了部分成熟的磷回收工艺；同时指出磷回收发展的新方向：高附加值产品的研发(蓝铁矿回收、富磷生物质中含磷聚合物提取)、产业化放大与工程化应用(工艺改进、政策支持)。

图1 磷在水体中的形态与污水厂中磷的转化

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城市初期雨水污染措施的研究进展

本文作者： 周传庭，王梦玉，幸韵欣，朱峰，安莹，周振

通信作者：安莹

作者单位：上海市城市建设设计研究总院有限公司；同济大学环境科学与工程学院污染控制与资源化研究国家重点实验室；上海电力大学环境与化学工程学院,；上海城投污水处理有限公司

引文格式：周传庭, 王梦玉, 幸韵欣, 等. 城市初期雨水污染及处理措施的研究进展[J]. 净水技术, 2022, 41(7):17-26.

ZHOU C T, WANG M Y, XING Y X, et al. Research progress of urban initial stormwater pollution and treatment measures[J]. Water Purification Technology, 2022, 41(7):17-26.

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初期雨水径流污染是整个降雨过程中径流污染的主要时段，若直接排入受纳水体会造成水环境质量恶化。因此，初期雨水的治理十分必要。安莹等从源头治理(绿色屋顶、透水铺装、下凹式绿地、截污雨水口)、过程治理(雨水调蓄池、植草沟、植被缓冲带)及末端治理(旋流分离器、人工湿地、生物滞留池)综述了初期雨水处理措施的应用现状。截污雨水口和旋流分离器对初期雨水中可溶性污染物处理效果较差,其余处理措施可以利用下渗缓冲机制削减雨水径流，同时截留降解污染物，但这些处理措施存在基质填料和植被类型对运行效果影响大、管理体系不完善等问题。针对以上问题提出4点展望: 1)针对自身水质状况,完善雨水排放标准；2)雨水处理措施应因地制宜地选择参数(基质填料、植被类型等)并定期维护；3)侧重于技术创新化、设计标准化；4)可结合多种工艺以实现雨水高效快速处理。

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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。

探究5种因素对超低压反渗透膜性能的影响

本文作者： 李桂芳，高玉婷，糜自栋，李弘强，孙韶华，贾瑞宝

通信作者： 贾瑞宝

作者单位：山东省城市供排水水质监测中心；山东建筑大学市政与环境工程学院；湖南沁森高科新材料有限公司

引文格式：李桂芳, 高玉婷, 糜自栋, 等. 超低压反渗透膜性能影响因素的显著性分析[J]. 净水技术, 2022, 41(7):36-40,54.

LI G F, GAO Y T, MI Z D, et al. Significance analysis of influencing factors on the performance of ultra-low pressure RO membranes[J]. Water Purification Technology, 2022, 41(7): 36-40,54.

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为深入了解各因素对超低压反渗透膜性能的影响，也为工程设计时确定主次因素提供参考， 贾瑞宝 等选取国内应用较多的不同厂家超低压RO膜，以正交试验为基础，采用多元线性回归考察了进水压力、温度、进水盐浓度、pH、回收率5种因素对膜产水量和脱盐率的影响及程度大小，得到结果：膜产水量性能与进水压力、温度因素显著正相关，与进水盐浓度、回收率因素显著负相关，pH无显著影响；膜脱盐率性能与进水盐浓度、回收率因素显著负相关，其他因素无显著影响。该项研究结果为不同水质条件、不同工况下膜系统的设计及应用提供参考。

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考察预氧化工艺对含溴饮用水消毒副产物生成的影响

本文作者： 严好婷，俞昊天，陈玉敏，留嘉婧，叶东东，毛玉琴

通信作者： 毛玉琴

作者单位：浙江树人学院生物与环境工程学院

引文格式：严好婷, 俞昊天, 陈玉敏, 等. 预氧化工艺对含溴饮用水消毒副产物生成的影响[J]. 净水技术, 2022, 41(7): 41-46,153.

YAN H T, YU H T, CHEN Y M. et al. Effect of pre-oxidation process on DBPs formation in bromine-containing drinking water[J]. Water Purification Technology, 2022, 41(7): 41-46,153.

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预氧化工艺在提高对水中有机物去除效率的同时还会改变有机物的性质，有可能会对后续氯消毒过程中消毒副产物(DBPs)的生成产生不利的影响，尤其是当水中含有溴离子时，这种不利影响可能会扩大。 毛玉琴 课题组考察了臭氧和二氧化氯对含溴水体在后续氯消毒过程中三卤甲烷(THMs)、卤乙酸(HAAs)和二卤乙腈(DHANs)等DBPs生成和分配的影响。研究结果表明，在臭氧和二氧化氯预氧化后，THMs和HAAs的总生成潜能随氧化剂投加量的增大呈现先增加后降低态势，DHANs总生成势随着氧化剂投加量的增加而逐渐减少，建议提高氧化剂的投放量，且高投量的臭氧对DBPs总量生成的抑制作用优于二氧化氯预氧化。然而，臭氧和二氧化氯预氧化都会促进后续氯消毒过程中 THMs、HAAs和DHANs中溴代组分所占的比重上升，即溴结合因子增加。氧化剂含量越高，溴结合因子也越大。因此，对于某些含溴水体增设预氧化工艺,还需谨慎考虑因毒性更高的溴代DBPs生成比例增大而产生潜在的危险性。

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真空膜蒸馏对放射性污染饮用水效果试验

本文作者： 叶宇兵

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：叶宇兵. 真空膜蒸馏对放射性污染饮用水处理效果试验[J]. 净水技术, 2022, 41(7): 55-63,89.

YE Y B. Experiment for effect of vacuum membrane distillation on radioactive contaminated drinking water treatment[J]. Water Purification Technology, 2022, 41(7): 55-63,89.

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膜分离工艺对放射性污染饮用水源具有较好的处理效果，但是净化过程中会产生大量含放射性的浓水，其处理处置是一直没有妥善解决的难题。 叶宇兵 采用自制的真空膜蒸馏(VMD)装置，探究了温度、流速和真空度对真空膜蒸馏效果的影响，并分别采用模拟和实际放射性浓水进行试验研究。试验结果表明：VMD对放射性浓水中的核素离子具有较好的去除效果，进料液中核素浓度、含盐量以及其他物质对核素去除效果无影响；但是由于RO放射性浓水中存在无机盐、天然有机物等，处理过程中会产生膜污染，导致膜通量下降。

图2 真空膜蒸馏装置原理图

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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。

改性活性氧化铝强化屋顶收集雨水中氮磷的协同吸附效能

本文作者： 姜伊凡，杨艳玲，李星，刘永旺，赵锂

通信作者： 杨艳玲

作者单位：北京工业大学城市建设学部；中国建筑设计研究院有限公司

引文格式：姜伊凡, 杨艳玲, 李星, 等. 改性活性氧化铝强化屋顶收集雨水中氮磷的协同吸附效能[J]. 净水技术, 2022, 41(7): 64-69, 98.

JIANG Y F, YANG Y L, LI X, et al. Cooperative adsorption efficiency of enhanced nitrogen and phosphorus removal for roof rainwater harvesting by modified activated alumina[J]. Water Purification Technology, 2022, 41(7): 64-69, 98.

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用于景观水回用的屋面收集雨水水质需严格控制氮、磷含量，以避免富营养化和藻类滋生现象。 杨艳玲 课题组针对屋顶收集雨水的氮、磷污染特点，采用浸渍法进行了活性氧化铝的改性，表征了活性氧化铝改性前后的理化特性和表观特征，采用吸附动力学、吸附等温线模型研究了氨氮吸附特性及主要影响因素，明确了氮和磷协同去除效果，为屋顶收集雨水在景观水体回用过程中的富营养化抑制和藻类控制提供了技术支持。

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生物截留器改善好氧活性污泥工艺

本文作者： 俞晟，陈一虎，张延颇

作者单位：苏州市职业大学环境与分析研究室

引文格式：俞晟, 陈一虎, 张延颇. 生物截留器改善好氧活性污泥工艺提升出水水质的效果[J]. 净水技术, 2022, 41(7): 70-77.

YU S, CHEN Y H, ZHANG Y P. Effect of biological interceptors on improvement of aerobic activated sludge process and upgrading of effluent water quality[J]. Water Purification Technology, 2022, 41(7): 70-77.

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从江苏某处理规模为4.0万m ³ /d的市政污水厂排放COD _Cr 、BOD ₅ 和SS未达到《城镇污水处理厂污染物排放标准》（GB 18918—2002）一级A标准“痛点”出发。俞晟等考察曝气生化段加装生物截留器后处理出水。结果表明，仅需加装3组生物截留器，总出水COD _Cr 、BOD ₅ 、SS均能满足GB 18918—2002一级A标准，同时全年COD _Cr 、BOD ₅ 、SS运行出水稳定在(37.0±4.0)、(8±1)、(7±1)mg/L，对应合格天数频次为100%±3%、97%±5%、99%±5%。在投资成本小幅提升基础下，可不停水施工调试，有效避免了污水厂停工到再启的潜在风险，同时投资回收周期约为14个月。

图3 (a)加装3组生物截留器的好氧生化池F及(b)生物截留器组件

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西北农村污水处理工艺设计

本文作者： 宋承明，王晨雯

作者单位：上海市政工程设计研究总院（集团）有限公司；甘肃省绿洲资源环境与可持续发展重点实验室；西北师范大学地理与环境科学学院

引文格式：宋承明, 王晨雯. 西北某农村生活污水处理工艺设计分析[J]. 净水技术, 2022, 41(7): 78-82.

SONG C M, WANG C W. Design and analysis of a rural wastewater treatment process in northwest China[J]. Water Purification Technology, 2022, 41(7):78-82.

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农村生活污水由于缺乏污水收集管道和处理设施，大量污水得不到有效处置，严重影响农村水环境和村民身体健康。通过分析西北某农村的污水水质水量，结合当地实际情况，比选确定了最适合的污水处理工艺，即“预处理+AO+膜生物反应器(MBR)”工艺的智能一体化污水净化系统。运行结果表明，处理后水质能够满足《城镇污水处理厂污染物排放标准》(GB 18918—2002)一级A标准，同时具有管理简单、自动化程度高等特点,适宜各类小规模污水处理，对西北农村污水处理具有一定借鉴意义。

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拓展阅读

曹亚丽, 王霞, 胡凯, 等. 水力停留时间对改良型AAO-MBR工艺处理夏季农村生活污水的影响[J].净水技术, 2022, 41(2): 58-62, 86.

周浩, 卢楠, 邹家乐, 等. 农村生活污水收集模式及污水处理现状分析[J]. 净水技术, 2021, 40(8): 90-96.

陶昱明, 孙芸, 徐佳莹, 等. 农村分散生活污水的AO滤池与人工湿地组合处理工艺及资源化再利用[J].净水技术, 2021, 40(3): 99-105.

城镇水系统全流程 水质检测技术专栏

科技带动检测发展。本栏目专注我国城镇水系统全流程中的水质监测工作，致力于报道工作中的科技创新、技术标准、管理创新等方面内容。

基于Hinkley算法的突发水污染分级报警方法

本文作者： 武军旭，赵平歌，黄毅，芦玥同

通信作者：黄毅

作者单位：西安工业大学建筑工程学院

引文格式：武军旭, 赵平歌, 黄毅, 等. 基于Hinkley算法的突发水污染分级报警方法[J]. 净水技术, 2022, 41(7):162-170.

WU J X, ZHAO P G, HUANG Y, et al. Grading alarm method of sudden water pollution based on Hinkley algorithm[J]. Water Purification Technology, 2022, 41(7):162-170.

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预警算法是水质生物预警系统成功预警水质突变的关键。黄毅课题组选用AB系蓝色斑马鱼，利用视频追踪技术，对试验过程中5条斑马鱼的速度、加速度、运动高度、距离、轨迹密度、转弯次数进行实时采集。以正常水体中斑马鱼行为指标的变化为基础，模拟CuCl ₂ 不同浓度突发污染暴露下斑马鱼的行为反应,并利用Hinkley算法对各行为指标进行优化处理，最后通过对各类行为指标赋予权重得到不同浓度下的综合报警指数 Y ，进而验证Hinkley算法预警的真实性和时效性。

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《净水技术》不仅追求高质量的理论研究，而且更注重实际工程运用，常年开设 “城镇给排水工程设计案例专栏” 和“ ‘清时捷’供排水企业运行及管理成果专栏 ”，为一线工程设计人员和一线生产技术人员提供分量十足的“干货”。

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。

设计与运行：西北地区某全地下式MBR工艺污水处理厂

本文作者： 陈志真，邱明

作者单位：中国市政工程中南设计研究总院有限公司

引文格式：陈志真, 邱明. 西北地区某全地下式MBR工艺污水处理厂的设计与运行[J]. 净水技术, 2022, 41(7):154-161.

CHEN Z Z, QIU M. Design and operation of a full underground MBR process WWTP in northwest China[J]. Water Purification Technology, 2022, 41(7):154-161.

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由于地下式污水处理厂布局紧凑、设计复杂程度较高、运行管理相对不便,其在设计和运行管理过程中仍有一些需要特别注意的地方。 陈志真 等介绍了西北地区某全地下式污水处理厂区用地和平面布局、工艺方案、设计参数、运行效果等。同时提出了通过多种阀门组合以及不间断电源(UPS)的使用来控制进水安全,以优化碳源投加为例，提出在运行中应控制生化池曝气量在1~2 mg/L，启用两点进水方式等节约运行成本，在设备选型、MBR工艺设计等方面也提出了注意事项和建议，可为类似项目的设计提供参考。

图4 工艺流程图

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侧向流斜板工艺在水厂提标改造中的应用

本文作者： 彭尧，朱波，周远航，徐骏，陈香怡

通信作者：朱波

作者单位：合肥供水集团有限公司

引文格式：彭尧, 朱波, 周远航, 等. 侧向流斜板沉淀工艺在水厂提标改造中的应用:以合肥市某水厂为例[J]. 净水技术, 2022, 41(7): 179-183.

PENG Y, ZHU B, ZHOU Y H, et al. Application of side-flow lamella sedimentation process in upgrading and reconstruction: Case of a WTP in Hefei City[J]. Water Purification Technology, 2022, 41(7):179-183.

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随着国家土地资源的逐步收紧及国家城市化进程的加快，土地资源将变成越来越稀缺的资源，未来水厂工艺必然将向节地的方向发展。朱波等比较真实、客观地描述侧向流斜板工艺在老旧沉淀池中的改造情况,对改造后的沉淀池出水浑浊度、药耗、运行过程中发现排泥不畅的情况进行了介绍。文章介绍的改造项目是针对传统平流沉淀池原有池型以及周边的客观情况做出的针对性优化，可以作为类似项目的经验参考。