摘要：熵为热力学第二定律中的抽象概念.按熵之理论,自然熵增和逆熵增维系着生态平衡.人类生产、生活过程中摄取资源并排放污/废水等熵增产物会促进物质熵增并破坏生态平衡,加速生物消亡.而缓释、甚至抵消这种“人为熵增”则乃实现蓝色发展目标的重要一环.如今,人为熵增所引发的自然物质熵变循环塌陷是不争的事实,“自然熵增”之原生态方法显然已不适合大规模处理城市污水,“加速熵增”的传统污水处理技术显然也已不合时宜,只有发展“逆熵增”的污水处理资源、能源化技术才是人间正道.通过对熵的具象化释义,揭示出传统污水处理技术以及污泥填埋方式为“加速熵增”过程,对人类可持续发展十分不利.只有模拟元素循环的自然的“逆熵增”过程,才能使得污水处理走向可持续发展水平.因此,污水资源化与能源化首当其冲,一定是未来污水处理的发展方向.只有通过人工缓释熵增(高效低耗污水处理技术)和促进逆熵增手段(资源与能源化技术)才能抵消人为熵增造成的影响,从而维持生态平衡.

摘要：排水管道甲烷(CH_(4))释放属于“自然”现象,是一种容易被忽视的隐形碳排源。污水中的有机物(COD)、排水管道的厌氧环境为产甲烷细菌(MA)的滋生创造了必要条件,导致非控条件下排水管道中会不可避免地产生CH_(4)。定量估算排水管道CH_(4)生成量既有简单系数估算法,也有模型预测方式,无论哪种估算方法,我国排水管道CH_(4)年排放量都在2000×10^(4) tCO_(2)-eq/a左右,其值已经接近我国污水处理厂碳排总量(3985×10^(4) tCO_(2)-eq/a)的1/2。因此,排水管道CH_(4)排放量不可小觑。从技术角度,可通过人工干预方式对CH_(4)的生成与释放进行控制,如源头抑制(投加高铁酸盐、游离氨、亚硝酸,调节pH)、过程控制(管道设计和运营管理)、末端处理(尾气处理)等方式。

摘要：好氧颗粒污泥技术具有占地面积小、能耗低、剩余污泥量少、抗冲击性强等优点,是一种可持续的污水处理技术。以北京某污水处理厂实际生活污水作为基质,在中试规模(有效容积为2.5 m3)反应器中进行好氧颗粒污泥培养,研究了颗粒污泥在低温条件下的稳定性。中试自夏季开始运行到次年春季结束,共计运行260 d。结果表明,采用我国实际低碳源市政污水可以培养出好氧颗粒污泥,污泥颗粒化程度可达94%,SVI_(5)/SVI_(30)为1.1~1.3。冬季低温会造成颗粒污泥的枝状结构增多、丝状菌生长,进而引起颗粒化比例略有下降,为80%~91%,污泥平均粒径降低,SVI_(5)/SVI_(30)升高至1.5~1.8。在冬季低温条件下,通过优化调控进水流量、曝气时长、曝气过程DO浓度可提高脱氮效率。中试期间各阶段反应器出水COD、TP、NH_(4)^(+)-N以及TN均可以满足GB 18918—2002的一级A排放标准,但是低温条件下TN去除率略有下降(降幅为6%~9%),存在一定超标风险。

摘要：欧洲、日本等国家和地区率先开启从污水及固体废弃物中回收磷的技术研发与工程应用,在政策/法律等层面也相继出台或修订了一系列有利于磷回收产品顺利进入市场的法规/条例。从磷的源分离、浓缩液沉淀、污泥分离以及污泥焚烧灰分提取几类技术,梳理分析了全球已研发并应用的污水处理磷回收技术的主要案例,并对比了各类技术的适用条件。分析了磷回收产品进入市场并获得竞争力的软性障碍,并从政策、法律及税收、补贴等层面介绍了个别国家和地区所采取的具体管理措施,以期为污水磷回收技术的应用与推广提供参考。

摘要：在污水处理厂设计阶段,工艺的选择直接影响建设成本和运行成本。基于某污水处理厂升级改造的需求,在其方案比选阶段,采用污水生物处理工艺模拟软件(Biowin 5.3软件)比较了2种工艺(五段Bardenpho工艺与超磁预处理-五段Bardenpho工艺)的技术有效性,并通过建立经济性模型比较了2种工艺的经济性。结果表明:生物模拟软件可定量化评估待选技术的有效性和经济性,为工艺选择提供支撑;五段Bardenpho工艺在碳源用量方面占优,但尾水COD有超标风险;超磁分离-五段Bardenpho工艺在池容、曝气量方面更具优势;五段Bardenpho工艺投资成本高于超磁分离-五段Bardenpho工艺,但运行成本则相反。模拟软件评估结果表明,在污水处理厂的预处理阶段应用超磁分离技术可实现尾水COD的达标排放,有利于削减池容、降低投资成本,但不利于生物脱氮和节支降耗,每吨水的运行成本会增加0.37元,故该厂选择五段Bardenpho工艺更优。

摘要：突发新型冠状病毒肺炎(COVID-19)已蔓延至全球几乎所有国家,累计确诊病例已超过1亿例。这一全球大流行病尽管现阶段在我国多点散发,但已得到基本控制,由于不容乐观的全球疫情扩散,依然存在疫情反弹之巨大风险。在新冠疫苗实现大规模接种之前,COVID-19暴发有效预警机制依然是最需要的技术手段。鉴于感染者粪便/尿液中存在病毒粒子或遗传物质核糖核酸(RNA),荷兰学者提出了基于污水流行病学(WBE)监控SARS-CoV-2(诱发COVID-19的病毒)出现并传播的设想。目前,污水中SARS-CoV-2有限RNA检测研究结果已经证明了这一技术作为疫情预警的可行性,亦可能根据WBE检测结果表征病毒传播动态与趋势、估算感染群体比例,甚至在一定范围内进行感染群体追踪。在总结WBE技术在我国发展应用的基础上,对已有污水中SARS-CoV-2的核酸检测研究结果、应用价值和指导意义进行综合分析,总结WBE研究标准化方案,辨析亟需深入研究的方向领域。这对我国下一阶段疫情防控具有相当启发与参考价值。

摘要：地球磷危机时代已经来临,唯有发掘“第二磷矿”才能有效遏制磷的匮乏速度。剩余污泥焚烧灰分是污水的磷汇,是实施磷回收的最佳位点。因灰分中重金属含量较高,实施磷回收需要将其分离并加以利用。否则,回收磷难以与矿物磷形成竞争。比较各种灰分磷回收方法发现,热化学法中的Ash Dec工艺可利用金属氯化物实现重金属挥发分离,且可在尾气净化系统中实现重金属回收,从而同步获得具有高生物利用度的富磷相。为此,首先介绍Ash Dec工艺原理;继而讨论重金属挥发限制性因素、列举欧洲Ash Dec工艺案例以及目前法规与政策、阐述焚烧灰分作为磷肥生产原料的潜力;最后,探讨Ash Dec从尾气净化系统中回收重金属的可行性与研究现状。

摘要：强化生物除磷(EBPR)工艺在污水脱氮除磷中扮演着重要角色,其机理研究与工程应用也较为成熟.长期以来,Accumulibacter菌属(A菌)作为EBPR工艺最主要的聚磷菌(PAOs)已被广泛接受.同时,具有聚磷能力的Tetrasphaera菌属(T菌)亦被发现,且在某些特定环境下其丰度甚至远高于A菌,进而引发业内一定的关注.本文通过对T菌发现、研究过程的梳理,总结了关于T菌丰度、代谢途径及影响其活性的因素等方面的研究成果.与A菌不同,T菌代谢途径具有多样性,可依赖发酵代谢进行细胞维持和增殖,其发酵产物甚至可以供给A菌利用.T菌可利用大分子有机物(如葡萄糖、氨基酸等)和VFAs(亲和性较低)进行厌氧释磷,继而完成好氧、甚至缺氧吸磷过程.T菌主要菌株(***)因缺少合成PHA相关酶基因而不能以PHA作为内聚产物在厌氧环境下储能;糖原和游离氨基酸被检测到可作为T菌的能源/碳源内聚物,但亦有结果相左的研究.借助于拉曼光谱技术,一些污水处理厂中T菌与A菌被证实对磷去除的贡献大小相当.总之,目前对T菌的研究还十分有限,现有研究仍不足以证明它们在EBPR中可稳定发挥除磷贡献.今后应在T菌不同代谢途径控制因素及所需环境条件方面进行深入研究,以确认T菌可否持续、稳定地实现除磷作用.

摘要：在低碳源污水脱氮除磷时外加碳源虽然明显有效,但这会增加运行费用,且增加间接碳排放量。为此,考虑侧流磷回收强化主流脱氮除磷工艺,以解决低碳源进水对脱氮除磷的限制。基于变型UCT工艺,建立侧流磷回收单元,仅以调节pH方式实现磷沉淀。结果表明,实验确定的最佳侧流比为15%,调节侧流上清液pH至9.5~10.5即可实现较高的磷回收效率。此外,分析了侧流磷回收强化主流脱氮除磷作用,并进一步评估污泥性状、微生物活性与丰度等微观变化。通过实验,详细剖析并总结了侧流磷回收强化主流脱氮除磷工艺引起的微观现象,重点对污泥沉淀性能、胞外聚合物(EPS)变化、微生物(硝化细菌、聚磷菌、反硝化除磷菌等)活性与丰度等进行了深入分析与评价。以上研究结果有助于侧流磷回收强化主流脱氮除磷工艺推广应用。

摘要：新冠疫情使人们洗手消毒的频次增加,导致比平日更多的表面活性剂进入污水处理厂,这可能会影响污水、污泥的处理过程。市政污水中表面活性剂的质量浓度一般为5~20 mg·L^(-1),而在疫情期间可达10~30 mg·L^(-1)。污水经处理后,其中的表面活性剂仅1%随出水外流,约10%~20%则进入剩余污泥。尽管污水中表面活性剂的宏观含量并不高,但其特殊两性分子结构会降低氧传质效率、破坏污泥絮体结构,并影响脱氮除磷微生物的活性与丰度。在污泥处理方面,表面活性剂似乎会对污泥絮体脱水、解体与增溶产生正面效果,甚至还能促进污泥厌氧消化水解酸化。因此,有必要首先对表面活性剂来源、结构及其迁移转化进行梳理,进而阐述其对污水处理过程的负面影响与污水处理厂的应对措施,以及表面活性剂对污泥处理过程产生的积极影响,以期对污水处理厂在疫情背景下的运行措施调整提供参考。