摘要：百余年来,伴随人类社会和科技日新月异,污水生化处理技术也在实现快速发展与不断迭代,新工艺与新反应器、新功能微生物与新生化代谢途径不断被提出、发现和解析,并进一步推动了污水处理技术的进步与升级。回顾了过去百余年污水生化处理技术发展历程,就典型污水生化工艺,结合技术研发进展、技术成熟度及案例应用情况,给出了不同生化处理工艺代际划分与技术发展期“S曲线”,分析了近些年来新涌现出的一些革新性污水生化处理工艺的技术原理、技术特征,结合实际案例分析了工艺技术特征、技术优势与总体效能,从工艺强化、绿色低碳与集约高效等方面总结了未来污水处理发展的技术趋势,以期为“双碳背景”下排水系统提质增效工作、未来国内前瞻性污水厂工艺设计与运行提供参考和借鉴。

摘要：我国城市排水管道旱季颗粒物沉积严重，降雨期间在雨水冲刷作用下沉积污染物再悬浮进入水体，是导致城市水体返黑返臭的主要原因。降雨过程中，通过对某城市河道及入河排口的跟踪监测和实验，分析了城市水体雨后水质变化规律及污染特征，发现雨后河道溶解氧（DO）和氧化还原电位（ORP）均达到重度黑臭程度。三维荧光光谱显示，雨水排口降雨污染中的有机物以芳香蛋白类物质和微生物代谢产物为主，主要来源于生活污水和管道沉积微生物。排口出流沉降实验表明，雨水排口降雨污染具有颗粒物浓度高及易沉降的特征，沉降过程分为三个阶段，前5 min，对SS、COD、TP、TN的去除率可分别达到69.01%、32.54%、45.54%、28.55%,NH4+-N和PO43--P等溶解性污染物浓度无明显变化。基于上述特征，降雨污染快速净化方案需以去除颗粒物为核心，并应满足停留时间短、处理效率高、可间歇运行及快速启动等要求。

摘要：针对城镇污水处理系统的碳排放核算尚未形成系统性和规范化的量化核算程序的现状,初步构建了包括污水输送、污水处理、污泥处理处置、尾水排放及再生水利用环节在内的整体污水处理系统碳排放测算方法。通过测算全国2093座污水处理厂的碳排放量可知,我国污水处理厂碳排放总量强度逐年增高,冬春两季的吨水碳排放量高于夏秋两季;吨水碳排放量随着污水处理厂工程规模和运行负荷率的提高而降低,但随着出水水质标准的升高而呈现明显上升趋势。城镇污水处理主要工艺单元节能降碳管控措施主要包括进水峰值流量控制、强化工艺流程设计、精准控制运行模式等。

摘要：针对目前对城市污水处理厂中有机磷(OP)组成结构、迁移转化规律认识欠缺,且出水OP占总磷比例较高等问题,开展了以臭氧为主体的高级氧化技术中磷迁移转化特性研究,对比分析了单独臭氧氧化体系及O_(3)/H_(2)O_(2)体系中OP的降解效能,采用31P NMR和FT-IR协同分析方法,全面解析不同磷组分转化机制,明确单独臭氧氧化体系中残留难降解OP组分.结果表明,在单独臭氧氧化体系中,随着臭氧投加量的增加,UV_(254)去除的反应速率常数(kobs)提升速率为COD的11.2倍,为OP的21.0倍,表明臭氧对含有不饱和键的有机物氧化作用较强,对于难降解的OP氧化能力仍较弱.残留OP组分为难降解磷酸单酯和膦酸酯.磷酸二酯在臭氧氧化中易被分解为磷酸单酯、其他中间产物及磷酸盐(PO_(4)^(3-)).O_(3)/H_(2)O_(2)体系能够实现OP的高效降解,O_(3)投加量为2.20 mg(O_(3))/mg(COD)时,H_(2)O_(2)最佳浓度为2.45 mmol/L,OP去除率大于80%,OP逐渐向PO_(4)^(3-)转化.然而当H_(2)O_(2)投加量小于0.33 mmol/L时,与单独臭氧氧化体系相比,对OP去除无增强作用,是由于氯离子及碳酸盐等对产生的·OH具有较强捕获作用所致.本文研究成果能够为城市污水深度除磷或再生水安全利用技术领域提供新思路和新方法.此外,全面揭示以臭氧为主体的高级氧化技术中磷迁移转化特性,对深度除磷工艺的选取有重要的指导意义.

摘要：沉水植物的茎叶附着了大量微生物,其光合作用的主要场所在茎叶,目前在沉水植物光合作用和呼吸作用下,茎叶附着微生物对水体脱氮除磷效果的昼夜变化规律尚不明晰。选用典型沉水植物苦草,培养一段时间后清洗部分茎叶附着物,与未经清洗的苦草进行对比,观察24 h内两组苦草所在水体DO、ORP等指标的变化情况,以N、P浓度变化表征茎叶微生物发生的脱氮除磷反应,并结合显微镜、高通量测序技术进行综合分析。结果表明,茎叶附着微生物量少的苦草所在水体的DO昼夜差值达9.1 mg/L,其他指标波动较小;茎叶附着微生物量多的苦草所在水体的DO和ORP分别在0~3.7 mg/L和0~150 mV之间昼夜波动。日间水体NH_(4)^(+)-N下降、NO_(3)^(-)-N升高、PO_(4)^(3-)-P和TP下降,发生硝化、好氧反硝化、除磷反应;夜间N、P指标的变化与日间相反,发生反硝化和释磷反应。苦草茎叶附着好氧、兼氧及厌氧多种类型的微生物,优势菌门为Proteobacteria等,优势菌属为norank_f__Rhizobiales_Incertae_Sedis等,丰度排名前20的优势菌属中与脱氮除磷相关的功能菌属共14种,其中反硝化菌属10种,为主要功能菌属,占比为36.43%,包括Hyphomicrobium、Rhodobacter、unclassified_f__Rhizobiaceae 3种好氧反硝化菌。在沉水植物与茎叶附着微生物的共同作用下,水体净化昼夜变化机理类似于间歇曝气、周期为24 h、附着生长的SBR工艺运行原理。

摘要：城市污水管网清污混流问题影响污水收集处理设施的安全稳定运行,有必要采取便捷有效、成本较低的方法对混流的权重比例进行诊断评估。以化学质量平衡模型为基础,构建了以常规水质指标为特征因子的污水管道清污混流权重定量测算方法,并设置3种水源类型、11个水质指标对形成的测算方法进行了模拟验证。结果表明,通过该方法能够获得相对准确的污水水量占比范围,可为实际污水管网清污混流定量诊断提供依据。

摘要：针对目前各大城市下凹桥区降雨积水情态与交通管控无法联动,且下凹桥区降雨积水时交通安全及应急处理处置缺失的问题,系统地解析下凹桥区降雨积水水位感知、安全警示标识和交通信号管控的具体形式,确定下凹桥区周边交通路口相位信号配时的调控模式,进而建立基于积水高度的下凹桥区交通实时控制系统,并采用交通仿真测试环境模拟评估下凹桥区周边交叉口相位信号配时优化方案在不同积水高度条件下的适应性和改善效果。结果表明:降雨天气将增加下凹桥区周边交叉口整体的延误和排队长度,而相位信号配时优化能有效提高下凹桥区周边交叉口的车辆通行能力,提升交叉口整体服务水平,降低降雨天气对交叉口交通带来的不利影响。

摘要：基于污水系统在线监测手段,利用水量平衡及污染物化学质量平衡模型,对污水系统问题进行定量、定位分析,准确识别出区域问题,并结合计算结果,可更合理的、更有针对性的安排整治工程类型及时序,有效节省投资,缩短工程周期,提升工程效果.以某片区污水系统为例,通过问题识别,量化问题点位分析,提出分三个阶段实施整治工程,污水处理厂进水 BOD5 浓度分别可达到80.42、90.77、95.52 mg/L,满足提质增效的目标要求的同时综合提升了方案费效比.

摘要：防治河道返黑返臭是城市河道生态环境改善的关键,研究考察了污水处理厂尾水硝酸盐(NO_(3)^(-))对水体返黑返臭的影响,探究了在污水处理厂尾水NO_(3)^(-)作用下氮形态、硫形态的变化,解析了污水处理厂尾水NO_(3)^(-)抑制水体返黑返臭的机理。结果表明:污水处理厂尾水NO_(3)^(-)作用下上覆水DO和ORP得到明显提升;在第90天NH_(3)-N降低至0.9 mg/L;底泥AVS减少了45.5%,水体黑臭的潜在风险降低。利用扩增子测序分析发现污水处理厂尾水NO_(3)^(-)作用下沉积物中硫氧化菌Thiobacillus、Bosea、Nitrobacter及Pseudomonas的丰度明显增加,硫酸盐还原菌Desulfobacterium、Syntrophus的丰度显著降低。Sterolibacterium、Denitratisoma及Silanimonas等反硝化菌丰度也有所提升。

摘要：城市雨水排放污染对水体沉水植物群落健康的冲击影响是水体管理的一项重要挑战.本研究以典型沉水植物苦草(Vallisneria natans)为研究对象,探讨了雨水污染对水体水质以及苦草表型和功能性状的影响.同时,还探究了携污雨水中悬浮固体(SS)去除对缓解冲击影响的功效.结果表明:高负荷(SS>700 mg·L^(-1))污染的雨水对水体CODCr、ORP、DO等水质指标产生显著影响,导致河流出现“黑臭”现象.苦草的生物量、叶宽和叶片含水量显著下降,叶片出现明显的红斑和褪绿症状.植株的氮和磷吸收速率分别下降42%和67%,且植株磷吸收功能在携污雨水冲击下更易受损,将造成苦草对水体中磷的净化效果显著降低.这些影响随着SS负荷的降低而减轻.此外,强化一级处理(Pre-RP)可以有效控制携污雨水中的高负荷SS,减少其对水体水质和苦草生长状况的影响,在Pre-RP中苦草的表型和功能性状可以保持与空白对照(BC)相当的水平.在高负荷冲击下,苦草的不良表型变化可能是受遮光效应、缺氧、细胞损伤等复杂因素的影响,且与SS浓度呈正相关,这表明污染雨水中SS浓度是导致苦草生长不良的主要驱动因素之一.因此,通过加强一级处理来减少污染雨水中的SS,可以快速有效地缓解携污雨水对水体水质的影响,保持苦草健康生长状态.