近年来,随着新能源汽车产业的快速崛起,退役动力电池的数量呈现出急剧增长的趋势。退役动力电池富含高价值的锂资源,其高效且选择性回收对于实现资源的可持续利用与保障环境安全具有重要战略意义。纳滤膜技术依托尺寸筛分与电荷作用的离子选择性分离机制,在复杂浸出液体系中高效分离锂与其他多价金属离子方面展现出显著应用潜力。本文系统梳理了纳滤膜在退役动力电池资源化回收中的最新研究进展,重点探讨了膜材料结构设计与改性策略、工艺参数优化、分离机理解析及实际应用中面临的关键技术挑战,并结合现有研究成果展望了未来发展方向。该综述旨在为高效、绿色的锂资源回收技术提供理论基础与工程参考。

国内外很多地区的地下水中都存在碘污染问题,采用适宜的除碘技术以达到饮用水标准与水质安全保障是至关重要的。本文综述了地下水中碘污染的主要来源与形态,归纳和总结了现阶段主要除碘技术的效能,评估了不同除碘技术应用于地下水除碘的可行性。已有的研究表明,地下水碘污染多是由于海水入侵、海洋富碘有机物降解、海洋沉积物浸出、地下水蒸发等地球化学循环作用导致的;碘离子是地下水中碘的主要形态,其他形态无机碘和有机碘所占比例较小。吸附法、化学共沉淀法、离子交换法、膜分离法、生物法等及其组合方法具有较好的除碘效果,多应用于高浓度含碘工业废水;在碘浓度低于1 mg/L的地下水适应性方面,活性炭、层状双氢氧化物、阴离子交换树脂、多孔金属有机骨架等材料仍无法满足饮用水的除碘要求。反渗透、纳滤等膜分离法适用于各种规模含碘地下水,但存在含碘浓水的处置问题;多种氧化技术可将碘离子氧化为单质碘,与吸附法、化学沉淀法、离子交换法、膜滤法等结合可进一步提高除碘率,其中基于Bi₂O₃-Bi₂S₃、γ-MnO₂、Bi₂O₃@MnO₂、Ag₂O-Ag/TiO₂等多功能复合材料的氧化/吸附等组合技术具有高效的除碘性能,在地下水除碘领域有较好的应用可行性。

氧化锆基吸附剂因其高亲和力、稳定性和低成本,在污染物净化中具有广泛的应用前景,尤其在废水处理中的吸附除氟方面表现出显著优势。氧化锆基吸附剂的除氟机制主要包括与羟基的离子交换作用和在酸性条件下的静电吸引作用。此外,这类吸附剂可以通过使用强碱进行有效再生。采用热液合成、共沉淀和浸渍法等合成路线,可以实现氧化锆与金属氧化物、树脂、水凝胶和石墨烯等材料的复合,形成具有独特尺寸、形貌或化学特性的材料,从而提高氟化物的吸附容量和选择性。本文全面概述了氧化锆基吸附材料的除氟机制与性能、不同类型、应用途径,以期为未来研究提供参考,推动氧化锆基吸附剂在水体除氟领域的应用和优化,帮助开发更高效、更环保的水处理技术。

全球能源转型和碳中和的提出,使得能源回收和污水资源化成为当前研究热点。流动电极电容去离子（FCDI）技术作为一种新的电容去离子技术,于2013年首次报道,并在材料、化学、环境等多个领域发挥着越来越重要的作用。为探明国内外FCDI技术研究现状、热点以及发展趋势,采用文献计量学方法对Web of Science数据库收录的10年间FCDI技术研究文献进行了系统分析。结果表明：2013—2023年该技术领域发文量共630篇,总体呈逐年增加趋势;中国发文量最多,占总量的43.81%,远超其他国家,但篇均被引频次仅为23.69,低于德国（49.16）、澳大利亚（47.45）、美国（35.23）和韩国（34.25）;发文量第一的期刊为Desalination;该领域研究热点是流动电极的改良和系统性能的提升,主要运用在海水淡化/苦咸水脱盐、离子去除、资源回用和能源回收等方面;未来应注重FCDI技术处理实际复杂水的应用、设计开发大规模的系统,以及其性能的进一步优化等。

抗生素的广泛使用导致水体污染,对人类健康构成了严重威胁,因此,高效去除水源水和污水排放中的抗生素至关重要。吸附与光催化处理方法因其成本低、操作简便和可重复使用,成为理想的水处理手段。铁基金属有机框架（Fe-MOFs）凭借其高孔隙率、良好的晶体结构和丰富的活性位点,展现出卓越的吸附与光催化性能。本文回顾了Fe-MOFs在抗生素去除方面的应用,分析了影响其吸附和光催化效率的关键因素,并明确制备方法的局限性及其应对策略,为Fe-MOFs在水体抗生素去除中的应用研究提供了有价值的理论参考和发展方向。

高盐废水作为一种典型的难处理污染物,来源广泛且成分复杂,其不当排放会引发严峻的环境问题,推动其有效处理,对于实现清洁水安全与资源循环的可持续发展目标至关重要。本文综述了高盐废水处理领域的技术研究进展,重点分析了膜法分离、热法浓缩及新兴工艺的发展现状与瓶颈问题。膜法方面,阐述了反渗透及其衍生技术的发展现状,并指出了膜结垢与材料耐压性能等关键挑战;热法方面,介绍了多效蒸馏、多级闪蒸和机械蒸汽再压缩技术的应用现状,分析了其在零液体排放体系中的核心地位;此外,讨论了包括加湿除湿、膜蒸馏、电渗析、纳滤及太阳能蒸馏在内的新兴工艺,它们为高盐废水的高效减量与资源回收提供了新的技术路径。未来研究应聚焦于抗结垢膜材料开发、与可再生能源耦合及多工艺协同优化,以推动高盐废水处理技术向高效、低碳与资源化方向发展。

IFAS耦合厌氧氨氧化的多途径脱氮工艺,以其“集约、高效、低碳”的显著优势,不仅能够有效实现碳、氮和磷的去除,而且在调和生物脱氮除磷过程中的泥龄矛盾方面具有独到之处,适用于A/A/O活性污泥工艺的升级与优化改造。但该技术在污水处理厂实际工程应用中仍面临诸多挑战：1）如何进一步提高主流IFAS工艺耦合厌氧氨氧化脱氮效率?2）如何在IFAS工艺中快速富集AnAOB?这仍是限制Anammox工艺大规模应用的难点;3）如何解决除碳DO需求与低DO浓度条件下亚硝化过程及Anammox脱氮的DO供需矛盾?本文结合污水深度脱氮除磷的需求,探讨了IFAS耦合厌氧氨氧化多途径脱氮除磷机理及影响因素,及如何解决实际工程应用过程中面临的挑战,提出了双污泥龄、低DO、间歇曝气的改进IFAS脱氮除磷工艺,有望为该技术在污水处理升级改造中进一步应用提供技术支持。

随着社会发展和居民生活水平的提高,越来越多的氟污染物被投放到自然环境特别是水体中,环境中氟超标会影响人体健康,如龋齿、骨质疏松和氟斑牙等疾病。诱导结晶法去除污水中的氟离子具有适用范围广、运行成本低、二次污染小的优点。本文总结了结晶法除氟的研究进展,并就其影响因素进行了探讨。最后,对诱导结晶法处理含氟污水的发展方向进行了展望。

系统综述了纳滤膜（NF）在矿物质保留与毒性物质深度净化方面的性能优势,并借鉴国内外标杆工程的实践案例,剖析该技术范式在实际应用中面临的三大挑战：季节性水质波动对运行稳定性的影响、膜污染控制的实效瓶颈,以及全生命周期成本优化需求。在此基础上,提出以人工智能驱动的智能运维、抗污染新膜材料开发及系统韧性增强等方向为代表的范式突破路径,为NF技术推动饮用水处理向更健康、更智慧、更可持续的方向演进提供理论支撑。

紫外-过氧有机酸（UV-POA）作为新兴水处理技术,通过光化学与自由基氧化协同作用,处理效率较单独紫外消毒技术或过氧有机酸技术提升 2 倍以上。本文系统阐述了过氧有机酸在水处理中通过氧化致病微生物细胞膜及核酸等方式从而使其灭活的反应特性,分析了UV-POA技术的以紫外直接破坏核酸结合羟基自由基起主要氧化贡献作用的多活性物种消毒机制与灭活原理,且对高有机物、高浊度等复杂水质适应性更强。与氯消毒技术相比,其副产物主要为低毒性羧酸,无致突变性含氯副产物生成,显著降低健康风险。总结对比了UV/POA技术与氯消毒技术在灭活水中微生物污染物方向的差异性,提出了UV/POA技术在高效广谱、环境友好及抗干扰性等方面的优势与应用前景,为我国对UV/POA消毒机制的系统性分析提供理论支持,并为UV/POA技术在水安全领域的理论创新与工程实践提供参考。

厌氧消化（AD）是一种重要的有机废弃物处理与可再生能源回收技术,但在实际应用中常出现产气效率低和过程不稳定等问题,因此对其进行建模与优化显得尤为关键。近年来,机器学习方法,特别是人工神经网络（ANN）在AD过程的建模与参数优化中展现出显著优势。在对ANN模型按结构功能进行分类的基础上,系统梳理了其在产气量预测、多目标优化及过程监测等方面的应用进展,重点评估了混合优化神经网络模型的应用效果。研究发现,ANN及其扩展混合优化模型的预测精度（R²）普遍超过0.97,但仍存在对高质量监测数据依赖性大、计算资源消耗高以及可解释性不足等局限。未来应加强实时监测技术与智能建模方法的协同发展,推动模型的工业化应用,为AD系统的高效稳定运行提供有力支撑。

高级氧化技术,特别是过硫酸盐类芬顿反应,因其较宽的pH适应性和较强的抗杂质干扰能力而受到越来越多的关注。活性氧物种的定量检测对于揭示其反应机理和优化工艺至关重要,但目前广泛使用的技术仍存在一定的局限性和争议。该综述系统地总结了过硫酸盐体系中活性氧物种的定量检测方法,包括化学探针反应动力学法、电子顺磁共振、化学发光法、电化学法等,分析了各自的原理、优势和局限性,为技术选择提供了多角度的视野。未来研究将致力于开发高特异性的探针和简化仪器操作方法,以降低成本并提高准确性。同时,实时和原位检测技术的应用探索,也将以进一步推动高级氧化技术在废水处理中的有效应用。

膜蒸馏技术常用于海水淡化领域,其中气隙式膜蒸馏（AGMD）因其具有高热效率的特点受到研究人员的关注。在“双碳”目标背景下,AGMD的高效节能优势更为显著。在AGMD技术研究中,数值模拟常用于解析膜蒸馏传质传热过程原理和强化膜组件性能。本文从膜组件结构、传质传热模型、数值模拟方法和应用等方面对AGMD数值模拟相关的研究进行了回顾。重点介绍了数值模拟技术在极化现象解析、工艺参数优化和膜组件结构优化方面的研究进展。

药品和个人用品（PPCPs）是近年来受到广泛关注的一类新污染物,在污水处理厂进出水和污泥中被检出浓度较高,对环境和人体健康存在较大威胁。传统的水处理工艺难以将其有效去除,微波活化过硫酸盐技术是近年来兴起的一类高效水处理技术。本文对单一微波、微波强化碳基材料、微波强化金属基材料和微波强化复合材料等活化过硫酸盐降解PPCPs的反应机理与应用进展进行了综述,详细介绍了不同活化材料的优缺点,对微波活化过硫酸盐技术的发展方向提出了展望,为微波活化过硫酸盐技术在PPCPs降解方面的应用提供参考。

人工湿地微生物燃料电池技术（CW-MFC）是一种人工湿地（CW）与微生物燃料电池技术（MFC）耦合而成的新型水处理技术,利用微生物分解废水中有机质产生电能,在产电的同时能够提升CW的水处理成效,且成本低、无二次污染,具有广阔的应用前景和重要的研究价值。本文介绍了CW-MFC工艺,并综述了CW-MFC技术处理重金属废水、有机废水、含盐废水和含酚废水的研究现状,并对其未来发展方向予以展望,以期为该项技术在处理各类废水的发展和应用中提供参考依据。

太阳能界面水蒸发（SIE）技术因运行能耗低、碳足迹小等优势,在海水淡化等领域备受关注,是应对淡水资源危机的前景方案之一。数值模拟技术可精确分析SIE过程中的多物理场耦合现象,揭示传热与传质耦合机理,为高效蒸发结构设计提供理论与技术指导,实现蒸发器优化。本文综述了数值模拟技术在SIE领域的应用研究进展,介绍了常用模拟方法及适用性,探讨了其在SIE研究中的应用。数值模拟技术为高效蒸发系统设计提供关键支撑,推动SIE技术走向实际应用。随着多物理场耦合算法和计算效能的提升,数值模拟正逐渐成为SIE领域科学研究和技术开发的核心驱动力。

水中的新污染物因其生物毒性、持久性和生物累积性,对人体健康和水环境构成潜在威胁。由于传统水处理技术难以有效去除新污染物,导致其在水体中长期残留。因此,开发新污染物的高效去除技术已成为环境生态保护领域的研究热点和难点。高级氧化技术（AOPs）因其能够产生多种活性物质并有效降解新污染物而受到广泛关注。其中,基于H₂O₂的类芬顿（Fenton）技术因H₂O₂成本低、氧化能力强且环境友好等优势,广泛应用于新污染物的去除。本文综述了基于H₂O₂的类芬顿技术,包括紫外光活化H₂O₂（UV/H₂O₂）技术、非均相催化H₂O₂技术以及H₂O₂原位生成-活化技术,在水环境中新污染物去除领域的研究进展。以上技术可实现H₂O₂由外源投加向原位生成的转变,进而避免了H₂O₂生产、运输及存储过程的经济成本和安全隐患,为新污染物的绿色、高效去除提供了新的思路。

随着全球淡水资源日益紧张,海水作为重要的替代水源,其高效利用成为缓解水资源短缺的关键途径之一。海水蒸发冷却技术利用水的蒸发潜热实现高效散热,具有换热量大、能耗低等优势,尤其适用于沿海地区的高耗水行业,可极大幅度地降低海水取水量,从而消除海水直流冷却对海洋环境的影响。海水蒸发冷却的传热设计等需再现有淡水模型的基础上进行模型修正,可利用强化管结合超亲水改性等实现热质传递强化。海水蒸发冷却系统在运行过程中产生的浓海水富含钾、镁、溴、锂等高价值元素,可通过资源化提取实现“水—盐—热”联产,提升经济性与环境友好性。该技术还可与增湿-降湿（HDH）等系统耦合,进一步提升冷却效率并实现淡水联产,拓展了低品位废热利用场景。未来,应进一步推动海水蒸发冷却技术与海水淡化、低品位余热回收、海水资源利用等多系统耦合,成为多功能综合系统,研发高效防垢防腐材料,构建完整的浓海水资源化产业链,以实现水资源与能源的协同可持续发展。

膜蒸馏（MD）技术是高危害、高浓水体处理与资源化的重要手段,其规模化应用始终面临MD过程的高热能消耗难题。膜组件结构优化与过程工艺强化是有效提升MD传热效率、降低传质阻力,解决MD能耗问题的关键。膜组件的几何构型的优化可增强料液湍流程度,有效提升MD传热系数;多效工艺集成与工艺过程强化策略则可实现MD过程的热量高效回收,提升其热能利用率。因此,本文拟从传热传质作用机理出发,系统梳理MD组件及其装置的研究进展与应用现状,深入剖析现存技术瓶颈,阐明其在MD系统中的功能机理,为该技术的工业化应用与可持续发展提供理论指导。

本文分析了曝气生物膜反应器（MABR）工艺处理生活污水的原理与技术特征,介绍了MABR工艺系统的组成与工艺参数,解析了应用MABR工艺处理生活污水的研究动态与应用现状,阐明了MABR工艺处理污水的效能与影响因素、并给出了最优的运行参数,说明了MABR处理低C/N比生活污水的效果,评价了MABR对冲击负荷的适应能力,在此基础上,指出MABR工艺在污水处理中的应用前景及面临的挑战,旨在为MABR技术的发展与工程应用提供支撑。

膜吸收脱氨是一种适用于高氨氮工业废水氨资源化的新兴膜接触传质分离技术。相较于蒸汽汽提、吹脱吸收等传统脱氨工艺,该技术经济优势明显,有望推动废水中氨氮高效去除与资源化的技术革新。在膜吸收脱氨技术研究体系中,膜材料与工艺创新始终是该领域的核心与热点。本文综述了近几年膜吸收脱氨技术在疏水膜材料及低碳集成工艺开发两方面的国内外研究进展,在此基础上,分析了当前膜吸收脱氨技术工程应用的主要挑战,并对未来研究方向进行了展望。

高级氧化过程（AOPs）是环境修复水处理领域的关键技术,但是传统非均相AOPs面临化学品投量高、催化剂易失活及二次污染等问题。近年来,具有纳米限域结构的非均相催化体系通过限域效应实现了AOP污水处理效能的指数级提升及稳定性、选择性的显著优化,为传统非均相AOPs面临的实用问题提供了有效的解决策略。随着材料科学与表征技术的发展迭代,限域催化AOPs在空间构型和化学机理方面的研究日益丰富与深化。本综述在材料层面对实现多维空间限域的反应器构建方法及其AOP效能表现进行了系统梳理,在机理层面上以双重角度剖析多元AOP反应路径,并阐释纳米限域的特殊效应;此外,本工作还对操作参数对限域催化AOP体系性能的影响进行了量化评估;最后,提出了AOP当前存在的争议性问题与关键挑战,为下一代AOP技术发展提供理论支撑与实践指导。

我国水资源先天禀赋不足,时空分布极其不均衡,难以满足社会经济可持续发展的用水需求。随着近年来极端天气广发、频发,水资源供需矛盾进一步加剧。海水淡化作为增量水源技术,具有水质良好、水量稳定、规模灵活、不受时空限制等优点,已成为解决我国水危机的现实需要和战略选择。本文系统梳理了我国海水淡化近年来的规模变化、政策变迁、装备技术、标准体系等方面的发展历程,从工程规模、科技实力、政策支撑等方面分析了沿海省市海水淡化的发展模式和竞争力,重点分析了中国海水淡化发展中存在的问题,并提出了未来的发展建议,为我国海水淡化高质量发展提供参考。

氧化性有机自由基（Oxidizing organic free radicals,OFRs）特指具有氧化特性和有机官能团的一类自由基,近年来在水环境化学和水污染治理领域受到了广泛关注。该综述论文聚焦于此类活性物种在藻污染控制及消毒体系中的研究现状及未来发展。对比分析了以碳、氧、氮及硫为中心的主要OFRs的特性,总结了其生成方法,并针对光化学诱导、热诱导及氧化还原驱动等生成OFRs的技术体系展开讨论;重点阐述了其在藻污染控制及消毒体系中的研究现状,包括作用机制、实际效果及协同方法。该论文通过对比总结得出OFRs在除藻过程中比传统无机自由基具有更长的寿命,如乙酰氧基自由基（CH₃C（O）O•）在水中的存在寿命10 μs,而羟基自由基（•OH）在水中的存在时间1 μs,因此OFRs可快速灭活藻细胞,其反应速率常数可达到10¹⁰ M^-1·s^-1。此外,还结合自由基生成效率、稳定性及应用成本分析了目前基于OFRs的水处理技术存在的主要问题。最后,该论文在对OFRs水处理技术体系进行系统分析的基础上,对其在水环境治理中的应用提出了建议与展望。

非均相催化氧化是一种高效且可控的废水深度处理技术,通过界面相互作用引起反应,实现污染物的去除。相界面上的相互作用受到反应物与催化剂表面电子结构影响,能够拓展污染物与氧化剂的转化路径,有利于降低水中共存基质的抑制,改善催化氧化的反应特性。因此,深入解析氧化剂、污染物与催化剂之间的相互作用,是理解非均相催化氧化机理的关键环节,对催化剂表面电子结构设计具有重要指导意义。本文综述了非均相催化氧化在污染物去除中的优势,讨论了界面反应过程及其驱动因素,总结了表面电子调控的相关策略。在此基础上,展望了固体催化材料研究与非均相催化氧化研究的发展方向。

随着全球能源需求的持续增长及低碳化转型战略的深入推进,核能因其能量密度高和发电过程碳排放低的优势受到广泛关注。铀作为能够发生核裂变链式反应的关键元素,是实现核裂变反应的核心物质。目前铀资源主要来自陆地矿石的开采,但其储量有限,开采过程面临环境和经济方面的诸多挑战,相比之下,海水中铀储量远超陆地,具备巨大的开发潜力。在多种海水提铀技术中,吸附法因选择性高、环境友好、易于工业化等优势而备受关注。然而,海水中铀浓度极低、共存离子竞争激烈以及海洋环境复杂等因素,使得开发高效、高选择性吸附材料成为该领域的核心挑战。因此,本文重点综述了铀酰离子特异性识别的作用机制,在此基础上分析了不同吸附材料对铀酰的选择性表现及其机理,并介绍了电吸附、电还原等电化学强化技术在铀吸附领域的应用;最后,对海水提铀材料与技术的发展进行了展望。

高压泵作为反渗透海水淡化系统的核心动力设备,其性能直接关系到系统能耗、运行效率等性能指标。本文围绕海水淡化高压泵展开综述,首先阐述了海水淡化高压泵的研究背景与意义及其在反渗透淡化中的核心作用。在此基础上,介绍了柱塞泵、多级离心泵等主要类型高压泵的结构特点与工作原理,梳理了多级离心式海水淡化高压泵在结构优化、轴向力平衡、转子动力学、耐腐材料、变频控制及能量回收等领域的研究突破。同时,分析了当前高压泵在能效提升、材料耐久性、智能化等方面的瓶颈,最后从新材料应用、智能化技术及系统协同创新等角度展望了未来发展方向,为海水淡化高压泵的技术升级与产业应用提供参考。

氨基酸作为天然有机物的重要组成部分,广泛存在于饮用水水源中,其浓度和组成受微生物活动、地表径流及人为污染等多种因素影响。氨基酸会在消毒过程中参与反应生成多种含氮消毒副产物,特别是卤代腈（HANs）、卤代酰胺（HAMs）、卤代亚胺（HNMs）等N-DBPs,不仅有较强的毒性,有些还是致嗅物质,会导致饮用水异嗅,引发了广泛关注。本文系统综述了氨基酸在水体中的赋存特征、在氯化和氯胺化消毒过程中生成DBPs的反应路径与结构依赖性特征,并总结了当前主流的控制技术。研究可为饮用水安全保障提供理论支撑与技术参考。

我国腌制菜产业规模巨大且仍在快速发展,伴随其产生的大量高盐度有机废水对生态环境造成了严重威胁,已成为腌制菜产业可持续发展的关键挑战。本文系统综述了高盐腌制菜废水的产生特点、水质特征及主流处理技术并提出了未来的发展方向和关键需求。高盐度对物理、化学处理过程的干扰以及对生化处理过程的抑制是困扰腌制菜废水处理的核心瓶颈问题。然而,现行的稀释降盐处理策略实为“饮鸩止渴”,不仅加剧资源浪费,而且阻碍盐、污染物、水资源的回收和资源转化。在现状分析的基础上,本文提出了高盐腌制菜废水处理技术的发展方向,即聚焦耐盐菌种筛选、多元有机物协同转化、绿色高级氧化、膜辅助资源回收等技术研究,构建分质分级处理模式,实现腌制菜废水处理与资源化的双重目标。本文将为高盐腌制菜废水的高效处理及资源化提供理论依据与技术发展指引。

硫自养反硝化（SADN）工艺在厌氧或缺氧条件下以硝态氮（NO₃^--N）为电子受体、无机还原性含硫化合物（RISCs）为电子供体实现脱氮。该工艺无需添加外碳源、污泥产量较少、能耗和成本较低,被认为是具有前景的脱氮技术。但SADN工艺的脱氮过程涉及多种酶和微生物的复杂调控作用,脱氮性能受到多种因素影响,限制了SADN的进一步工程化应用。因此,本文概括总结SADN工艺的优势微生物和关键代谢途径,阐述SADN影响运行的温度、S/N、电子供体类型等重要参数,探讨抗生素、重金属、有机碳等外源物质对工艺性能的影响,并分析SADN及其耦合工艺的应用现状。最后,探讨SADN面临的挑战并展望其未来的发展方向,为推进SADN工艺的工程化应用提供理论支撑和参考。