山区溪流作为水厂水源之一,其水量、水质的常年波动严重增加了水厂的运行负荷,而集蓄坝与岸滤组合取水技术作为一种经济的水处理工艺,通过河岸过滤截留浊质和去除污染物、通过集蓄坝截留和汇集溪流入渗水,可满足水厂对进水水量和水质的要求.探究了 3种岸滤系统对不同水质原水的处理效果,结果表明,它们对有机物均有较高的去除率,且相较于砾石层、砂层来说,土石混合层的抗冲击负荷能力更好,并且对抗生素、农药等污染物具有更好的吸附性.Hydrus 2D/3D模拟结果证明,集蓄坝的设置能有效汇集地下水,保证渗井产水量满足水厂要求.可见,在一定条件下集蓄坝与岸滤组合取水技术普遍适用于山区溪流等水源的预处理.
基于深圳雨源型河道生态补水的水质要求,以多级好氧强化除磷(ApO/M)技术为主体工艺,建设一座规模为2×104m3/d的生态补水回用厂.工程实践表明,以ApO/M工艺为主体的污水深度处理取得了良好效果,对COD、NH3-N、TP和SS的去除率均达到 90％以上,满足深圳市生态河道补水《地表水环境质量标准》(GB 3838-2002)准Ⅲ类水标准(总氮除外).该工艺出水可作为河道生态补水,还具有投资和运行成本低、紧凑且占地面积小、稳定并抗冲击负荷等技术优势.同步研究发现,ApO/M工艺中特别设置的消氧段实现了 Ap池、O池和M池的协同,达到了生态补水的目标要求,增设消氧段(HRT=1h)有效实现了 Ap池和O池的溶解氧梯度,并减少了 Ap池和O池的综合停留时间.
基于部分厌氧氨氧化的双泥龄复合脱氮工艺能实现自养脱氮和异养脱氮的耦合,在城市污水低成本高效脱氮方面表现出良好的应用潜力.为进一步探究该工艺的脱氮机理,对运行2年的中试反应器开展了脱氮途径解析与优化、主要脱氮功能菌活性测定以及微生物群落结构分析.结果表明,间歇曝气可以促进短程硝化和厌氧氨氧化过程的耦合,当曝气量为20 mL/min[DO为(0.18±0.03)mg/L]时,脱氮效率最高;厌氧氨氧化菌(AnAOB)主要分布在生物膜上,活性为44.60 mg/(gVSS·d),检测到的AnAOB 为Candidatus Brocadia,相对丰度为0.28％;氨氧化菌(AOB)和亚硝酸盐氧化菌(NOB)主要分布在悬浮污泥中,活性分别为61.53、86.95 mg/(gVSS·d),检测到的AOB和NOB分别为Nitrosomonas和Nitrospira,相对丰度分别为0.10％、2.10％.
如何得到兼顾运算时间和预测效果的排水系统预测模型是排水系统实时控制领域亟需解决的问题.针对这一难点,以非线性映射能力较强且运算速度较快的长短时记忆(LSTM)神经网络为基础,构建了面向实时控制的城市排水系统深度LSTM神经网络模型,并以苏州市福星片区为案例区域,验证该模型的预测效果和计算效率.结果显示,该模型对18个泵站站前液位预测结果的纳什效率系数均在0.5以上,且在不同降雨情景下均能得到较好的拟合结果;与机理模型相比,该模型能节约99.7％的计算时间,可显著提高排水系统预测模型的实时性.
亚硝胺是一类新型消毒副产物(DBPs),主要由氯胺等消毒剂与源水中前体物反应生成.亚硝胺前体物来源广泛、种类复杂,是当前国内外消毒副产物研究领域的前沿热点.综述了亚硝胺前体物的检出情况、主要来源、解析方法,并着重介绍了极性快速分析法(PRAM).研究表明,PRAM是比经典的树脂分级法更加高效快速的有机物宏观性质解析方法,借助该方法能够获得亚硝胺前体物的基本结构特点,并有助于分析主要水处理工艺对亚硝胺前体物的去除机理.
我国开展城市雨洪管理研究起步较晚,在海绵城市建设中可参考借鉴的本地化数据不多,为可持续地支持我国海绵城市建设,亟需参照国外相关数据库建设的经验,对我国海绵城市试点建设实践取得的相关数据进行归纳整理,建立海绵城市源头设施数据库.首先分析了我国海绵城市试点建设中海绵城市源头设施相关数据的实际情况,借鉴美国国际BMP数据库的架构,完成了海绵城市源头设施数据库的需求分析,进而通过概念设计、逻辑设计和物理设计三个步骤,设计了一个结构清晰、管理方便、执行效率高的海绵城市源头设施数据库.该数据库主要分为海绵城市源头设施、研究区域、监测站、监测事件和监测数据五个实体集,包含45张表格和上千条字段属性.后续通过中国海绵城市源头设施数据库的建设,可为海绵城市源头设施的效能评估、运营维护和成本效益分析提供数据支持,服务于海绵城市的规划设计和建设.
以黄河水库水为原水,探究前置式臭氧/生物活性炭流化床作为预处理工艺对净水效率的影响,并与作为末端深度处理的后置式臭氧/生物活性炭工艺进行对比.当采用前置式臭氧/生物活性炭作为预处理工艺时,出水中总有机碳(TOC)、生物可降解溶解性有机碳(BDOC)、氨氮浓度比后置式分别降低了 11.8％、12.7％和72.1％,颗粒物数和浊度分别可降至(125±8)CNT/mL和(0.16±0.03)NTU;出水中溴酸盐、甲醛等氧化副产物均满足《生活饮用水卫生标准》(GB 5749-2022)要求.前置式臭氧/生物活性炭流化床和常规处理工艺对污染物的去除具有协同作用,各项出水指标全面优于后置式臭氧/生物活性炭工艺.这可以为微污染原水的高效净化研究和工程实践提供指导.
针对我国污水处理用地少、标准高、难稳定等问题，移动床生物膜工艺（MBBR）展现了节地、高效、灵活、稳定的工艺优势，获得了良好的应用效果，国内应用规模已达2 500×10 4 m 3 /d。MBBR工艺按微生物存在主要方式分为泥膜复合MBBR工艺和纯膜MBBR工艺，分别隶属活性污泥法和生物膜法；同时纯膜MBBR耦合磁混凝沉淀形成了具备脱氮除磷功能的BFM工艺（Biofilm ＆ Magnetic）。针对国内水质复杂、类型多样的问题，形成了MBBR工艺应用于市政污水处理的系列解决方案。针对泥膜复合MBBR工艺原池改造实现原池提标或30%～50%以内的提量、BFM工艺原位改造实现原池提标或2倍以上的提量、BFM工艺新建深度脱氮除磷实现“准IV”及更高排放标准、BFM工艺新建旁位处理实现原厂分流或提量等解决方案，探讨了各解决方案的优势、适用场景和实际应用效果，并针对泥膜复合MBBR工艺原池改造进一步提出了4条实施技术路线。MBBR工艺能够有效满足各类污水厂新、改、扩建需求，尤其基于纯膜MBBR的BFM工艺，占地更加集约，配合装配式建设同时可展现快速实施、灵活布置等特点，通过加载智水优控云平台能够实现污水厂运行的管理升级与节能降耗。BFM工艺适用于市政污水处理、工业废水处理、黑臭水体治理、初期雨水处理、农村污水处理等多种水环境综合治理场景。围绕绿色低碳污水处理技术的开展，以悬浮载体为基体，实现基于MBBR的厌氧氨氧化工艺，是BFM工艺下一步的发展方向，BFM工艺具有广阔的发展空间和应用前景。
In order to solve the problem that the existing coagulation precipitation and ozonation/activated carbon process in a water treatment plant in Zhejiang Province could not further remove organic matter in the water,a productive experiment was carried out on nanofiltration system with the treatment scale of 12 m~3/h （three-stage nanofiltration membrane unit） and reverse osmosis unit was used to treat the concentrated water of nanofiltration system.The treated water quality of four types of nanofiltration membranes （A,B,C and D） and the effect of improving the water yield of the system by reverse osmosis were studied.The results showed that the removal rates of COD Mn ,TOC and UV 254 in raw water were above 78% at the recovery rate of 90%,and the COD Mn ,TOC and UV 254 in produced water were below 0.45 mg/L,0.50 mg/L and 0.004 cm -1 ,respectively.After disinfection,16 kinds of disinfection by-products were not detected in the water according to the Standards for Drinking Water Quality （GB 5749-2022）,and the removal rate of the trihalomethane formation potential and haloacetic acid formation potential was over89%.Nanofiltration membrane could also remove TDS and total hardness from water to improve taste.The reverse osmosis unit could increase the water yield of nanofiltration system to 97.5%.The total operation cost of nanofiltration system and reverse osmosis unit was estimated to be 1.28 yuan/m~3,but how to dispose concentrated water is still a problem to be considered in the future.
基于分布式水文模型的研究现状,分析了分布式水文模型不确定性的影响,以暴雨洪水管理模型(SWMM)为例,介绍了过程集合运用于分布式水文模型以提高模型模拟可靠度的方法,并利用这一方法模拟深圳市龙岗区的两场降雨过程.结果表明,采用纳什效率系数(NS)衡量模型的模拟结果准确度时,选择不同的产流模型会有较大差异,在2018年8月11日场次降雨中,采用Horton模型、Green-Ampt模型、基于贝叶斯模型平均法的集合模拟时NS值分别为0.849、0.834、0.855;在2018年8月15日场次降雨中,采用上述3种模拟方法时NS值分别为0.875、0.879、0.891.集合模拟结果明显优于单一模型,集合模拟结果与实测值的"契合程度"较单一模型有明显提升.
以华北地区某城市污水管道沉积底泥为研究对象,在分析底泥中碳、氮、磷和VSS/SS等常规污染物含量及其组分占比的基础上,探索城市污水管道沉积底泥污染物向上覆水溶出的条件及其碳源应用于污水处理的潜力.结果表明:污水管道沉积底泥污染物中碳、氮、磷含量较高,且具有高COD/TN、高COD/TP特征,比值分别达到37.8和180.4,且BOD5/TN和BOD5/TP分别达到8.4和40.3;适宜的搅拌-沉淀作用能够实现沉积底泥中可生物利用碳源的高效提取,同时上覆水中的BOD5/TN和BOD5/TP可分别提升至11.2和48.4,有机组分占比从35％提高至52％.
通过分析不同药剂配比条件下,聚氯化铝(PAC)、聚氯化铝铁(PAFC)、氯化铁(FeCl3)对引江原水的处理效果,研究了PAFC在净水厂实际运行过程中的适用性和实操性,以达到丰富净水厂水处理工艺的目标.结果表明,单独投加30mg/L的PAFC时处理效果最优,对浊度的去除率为96.52％、对CODMn的去除率为61.53％,投加40 mg/L的PAFC仍可保证出厂水中残余铝符合《生活饮用水卫生标准》(GB 5749-2006)小于0.2 mg/L的要求.采用PAC或PAFC复配投加FeCl3的处理效果接近,当总投药量为30 mg/L时,对浊度的去除率约为93.29％,对CODMn的去除率约为61.38％.总的来说,在出厂水水质符合国家标准及水厂内控指标条件下,综合考虑药剂的使用效果及经济成本,实际运行中可根据原水水质特点合理采用不同的药剂配比.
城市排水管网是城市涉水系统的重要环节之一,随着城市的扩张,地下排水管网的问题逐渐暴露并日益显著.为了加快补齐城镇污水收集和处理设施短板,国家及地方纷纷下发提质增效相关文件,要求各地主管部门开展排水管网的修复、改造等工程,为尽快实现污水管网全覆盖、全收集、全处理目标打下基础.由于区域的问题和特性不同,若不分主次地进行一刀切、全铺开式的管网检测、修复和改造,很可能投资大、见效小.因此,合理、科学地制定近远期行动计划,从顶层设计、系统思维、专业指引的角度引导主管部门制定科学的行动十分重要.基于此,提出了一套基于分区思想的污水管网行动计划的编制思路,为类似排水管网行动计划的制定提供一套编制思路和分析方法.并结合宁波市江北区实践,构建了基于GIS分析手段的污水管网系统的综合评估方法,为科学、合理地制定改造工程计划提供了强有力的支撑.
针对全国首个专门规范农村生活污水处理设施管理工作的地方性法规——《浙江省农村生活污水处理设施管理条例》(以下简称《管理条例》)的颁布实施,从农村生活污水治理工作需求和立法基础两个方面论述了《管理条例》立法的必要性、可行性;依据《管理条例》的主要内容,介绍了浙江省农村生活污水治理的范围和处理设施的组成体系;从规划、建设、运维全过程及宣传教育、资金、用地、技术、电力、科技、监督管理和考核等角度,全方位剖析了农村生活污水治理的管理架构和相应职责,重点分析了处理设施及其运行管理的技术体系和建设要求.结合浙江实情,《管理条例》明确了农村生活污水处理设施管理各方的职责义务和法律责任,对提高农村生活污水治理水平起到了积极作用.
针对广东省某项目采用水解酸化+两级A/O+MBR工艺处理电镀废水时出现硝化效果波动的问题,分析了生物处理系统沿程各构筑物的氨氮、硝酸盐氮、总氮、COD及脱氮效果的变化,将两级A/O优化调整为O/O/A/A工艺以强化生物硝化反硝化效率.其中一级A/O调整为O/O后氨氮平均去除率由43％提升至82％;优化后整个生物处理系统一、二期的氨氮平均去除率分别为97.56％、97.65％,调试完成后总氮的平均去除率由最初的71.4％、71.7％分别提升至80.5％、77.3％.
北京某大型给水厂配水泵房设计规模为50×104 m3/d,根据供水需求设计了 9套10 kV水泵机组.10kV水泵机组配套电气设备较多,其相互间联锁控制较为复杂,同时,作为给水厂中的重资产及关键工艺设备,其安全、可靠的运行直接影响区域的供水安全.分别从直接启动、软启动和变频启动三种不同的启动方式的角度详细地阐述了水泵机组的联动控制设计及要求,包括各电气设备的启动及停止顺序、相互间联锁关系、采集及发送信号要求和通信线缆要求等.该水泵机组自2020年6月投入运行,成功实践了这三种启动方式下的水泵机组联动控制策略,至今运行稳定、可靠.
B水厂和S水厂是郑州市首次采用臭氧/生物活性炭工艺的水厂,2013年对老厂进行升级改造,在原有常规处理工艺的基础上增加了深度处理工艺,分别采用下向流和上向流活性炭滤池.为比较二者对北方水体的适应性,对两水厂活性炭滤池的运行状况开展了长期运行监测.结果显示:运行7年后两水厂相比,下向流水厂活性炭的吸附性能指标衰减更严重,强度和粒径则无明显差异;出水水质在稳定运行后无明显差异,两种炭滤池对CODMn的去除效果相当;生物膜方面,下向流滤池挂膜较为迅速,但由于位于工艺段末端,存在生物泄漏风险;运行管理方面,由于上向流滤池无需定时强制反冲洗,更为节能.综合判断,针对原水水质稳定优良的地区,上向流活性炭滤池表现更优.
卢塞尔体育场作为2022年世界杯开幕式和闭幕式的举办地,是卡塔尔世界杯比赛期间最重要的球场之一.在对体育场建设位置地理、气候条件和屋面构造特征等因素分析的基础上,通过采用FLUENT软件对卢塞尔体育场屋面排水进行模拟分析.结果表明,当发生百年一遇降雨事件时,屋面内天沟最深处水深约为0.12 m,外天沟最不利水深约为0.15 m,均满足设计要求;末端沉箱内水深最深约为1.6 m,小于现状沉箱设计深度,可以满足屋面排水需求.对于超大型建筑屋面雨水排水,通过模拟验证了设计的可行性,也为大型屋面雨水排水设计提供了新思路.
开展城镇二次加压与调蓄供水标准化体系研究是保障生活饮用水卫生安全的一项重要举措,具有重要的现实意义.通过对城市建筑二次供水设施与标准应用现状的调研分析,构建现行二次加压与调蓄供水系统的标准体系及其结构框架.研究结果表明,城镇二次加压与调蓄供水领域现有标准共84部,其中国家标准9部、行业标准17部、地方标准38部、团体标准20部;标准体系可按基础、通用和专用层次划分,标准体系功能序列可按公共服务、设施与设备、设计、综合技术、施工与验收、运行维护、水质保障层次划分,初步形成了多级别和多层次的互补性结构.但随着科技发展与智慧水务建设进程,现有标准仍存在覆盖不全面、体系不完善、数量与内容匮乏等问题,一定程度上限制了我国二次供水领域的发展.因此,亟需补充制定相关标准,填补体系空白,进一步推进该领域的标准化工作,为建设二次供水卫生安全保障体系与智慧水务蓝图奠定坚实基础.
在我国承诺2030年前实现"碳达峰"背景下,如何减少污泥处理处置领域碳排放是必须思考和面对的问题.近年来,群体感应技术在促进污泥原位减量、提升污泥厌氧消化能力以及回收剩余污泥资源与能源方面取得了一定成果,为当前污泥处理处置碳减排研究领域提供了新思路.通过回顾以往群体感应技术在污泥领域的研究现状及在碳减排方面取得的成果,结合我国污泥泥质特点以及当前污泥处理处置技术的发展,最终思考并指出面向碳减排的群体感应技术在污泥处理处置领域面临的问题和未来发展方向.
