生物法因其低能耗与环境友好特性广泛应用于油田采出水处理,然而油田采出水中复杂有机物往往抑制微生物活性,导致系统运行稳定性不足和处理效率偏低。本研究构建了一种基于硫酸盐（SO₄^2-）强化的多级梯度厌氧-缺氧-好氧复合生物反应器,系统评估其污染物去除性能及微生物群落特征。结果表明,硫酸盐增强型复合生物反应器可高效去除油田采出水含油量、悬浮固体、聚合物和化学需氧量,去除率分别达99.7%、90.9%、41.4%和74.7%,出水水质满足油田回注要求。微生物群落分析表明,厌氧区以Clostridium sensu stricto 1和Trichococcus为优势菌,主导有机物水解与发酵过程;缺氧区富集Trichococcus、Clostridium sensu stricto 1及具有芳香族有机物降解功能的Azoarcus;好氧区主要为Trichococcus和促进脱氮的Amphiplicatus,共同构建了分工明确、功能互补的微生物群落。引入SO₄^2-显著促进了硫酸盐还原菌（SRB）、水解发酵菌及脱氮菌的协同富集,群落共现网络分析进一步揭示SRB与功能菌的协同作用,强化了有机物的水解酸化及脱氮过程。研究结果丰富了硫酸盐强化油田采出水有机物降解的微生物学见解,为油田采出水的高效稳定处理提供了理论支持与技术路径。

针对光伏产业产生的高浓度含氟废水处理难题,本研究采用流化床诱导结晶技术实现氟离子的高效去除与资源化回收。通过系统优化工艺参数,确定了最佳运行条件：以氯化钙为沉淀剂,Ca/F摩尔比为1∶1,回流流量为720 L/h,并投加1 g预制氟化钙晶种。在此条件下,氟离子去除率高达99.74%,出水氟离子浓度稳定低于10 mg/L,满足国家工业废水排放标准。该工艺对广谱浓度范围内的含氟废水均具有优异的适应性和稳定性。对沉淀产物的物相表征表明,所得产品为高纯度、粒径均匀的球状氟化钙,具备资源化利用潜力。本工艺验证了流化床诱导结晶技术在深度除氟方面的高效性与可靠性,为含氟废水的处理提供了一种经济环境可行的技术路径。

豆制品废水因其高有机物和高氨氮含量而难以处理。与传统方法相比,短程硝化耦合厌氧氨氧化（PN/A）工艺具有能耗低、污泥产量少等优势,故本文研究了厌氧消化-短程硝化厌氧氨氧化耦合工艺在处理此类废水中的应用。厌氧消化与厌氧氨氧化系统反应器为上流式厌氧污泥床（UASB）,短程硝化系统反应器为序批式活性污泥反应器（SBR）。结果显示,厌氧消化阶段对COD的去除贡献最大,平均去除率达到91.48%。组合工艺中,厌氧氨氧化系统所需的亚硝酸盐氮由短程硝化阶段提供。整个耦合工艺对氨氮和亚硝酸盐氮的总去除率分别达到96.52%和98.97%,总氮去除效率约79.00%。通过调节厌氧消化与短程硝化出水比例,进一步提高了脱氮效果。此外,微生物群落分析表明,各反应器内微生物多样性随系统运行而降低,但特定功能菌如Nitrosomonas和Candidatus Brocadia的丰度增加,表明系统逐渐适应并优化了处理过程。本研究为高有机、高氨氮废水的生物处理提供了新的思路和理论依据。

针对现有纳滤技术在处理高浓度多氟烷基化合物（PFAS）溶液时所面临的泄漏率高、浓水排放等问题,以水溶液中全氟辛酸（PFOA）去除为目标,设计了一种电场强化纳滤（ENF）系统。通过对比研究常规纳滤（CNF）、正向电场纳滤（ENF）和反向电场纳滤（RENF）三种不同操作模式下的系统水通量及PFOA浓度变化特征,探究了电场方向及强弱对PFOA去除过程的影响。实验结果阐明了正向电场可有效提升纳滤系统对PFOA的截留性能并可实现原料液中PFOA浓度的降低,具体数据表明,在正向电场强度为8.8 V/cm时,ENF系统对PFOA的去除率可达到96.1%,且原料液中PFOA浓度降低速率为52.7 ng/（mL·min）,系统膜通量为16 mL/（min·dm²）。初步揭示了ENF系统在提高PFOA去除率并实现同步矿化的可行性,明晰了电场强化纳滤技术对PFOA的去除机制,为高品质饮用水的制备以及解决常规纳滤技术所面临的浓水排放难题提供了一定理论依据和技术支持。

搭建了100 m³/d的两级AO-MABR耦合的中试装置,通过对实际生活污水处理,在MABR单元实现了同步硝化反硝化。MABR硝化速率为（2.82±1.13） g N/（m²·d）,受进水氨氮浓度存在正相关关系。MABR单元氧传质效率（OTE）为36.44%±9.39%,平均传氧速率（OTR）达（10.70±2.62） g O₂/（m²·d）,具有较好的氧传质性能。

基于高盐高COD废水的资源化利用,采用电渗析技术对废水中的COD和NaNO₃进行分离,考察了电压、流量和体积比对分离效果的影响,针对膜污染进行了清洗实验。结果表明：随着操作电压增加,脱盐液电导率下降速率加快,脱盐率提高,浓缩液COD下降,但是运行能耗增加;流量过大或过小均会使得单位时间内通过膜的离子减少;在操作电压9 V（膜对电压0.6 V）,各室循环流量20 L/h（膜面流速0.618 cm/s）,淡、浓室体积比1：1最佳条件下处理1.5 L废水,运行时间90 min,脱盐率达99.08%,脱盐液COD为102 771 mg/L,硝酸钠浓度为780 mg/L;浓缩液COD为3 464 mg/L,硝酸钠浓度为87 340 mg/L,为后续硝酸钠的回收以及高COD废水的生化处理奠定了基础;使用1%SDBS+1%NaOH+1%HCl清洗后,膜堆电阻下降16.84%,清洗效果最好。工程应用表明,电渗析处理水量125 m³/d,投资360万元,运行功率330 kW,吨水能耗48.5 kWh/m³,运行成本34.07元/m³,占总运行成本27.6%;电渗析工艺对高盐高COD废水具有良好的分盐效果,淡化液满足生化处理要求,浓缩液蒸发结晶后的NaNO₃纯度可达97%以上,作为副产品出售,实现废水资源化利用。

以湖南省某提锂硫酸盐废水为研究对象,通过差式扫描量热仪（DSC）测定该废水的共晶温度,用聚合硫酸铁除总磷（TP）,用冷冻法回收废水中的硫酸钠,探究了初始TP质量浓度、冷冻温度、冷冻时间和搅拌速率等因素对硫酸钠回收效果的影响。由此获得的结晶母液1用30wt% NaOH溶液除钙镁,蒸发浓缩一定倍数后再次用冷冻法回收硫酸钠,并得到结晶母液2。采用碳酸盐沉淀法回收结晶母液2中的锂并获得沉锂后液,探究碳酸盐种类和加料方式等因素对碳酸锂回收率和纯度的影响。该沉锂后液采用溶剂萃取法进一步回收锂。结果表明,该废水共晶温度为-1.9 ℃;采用铁磷摩尔比1/2除磷时TP质量浓度降低至4.89 mg/L;当在冷冻温度为-1.0 ℃、冷冻时间为1 h和搅拌速度200 r/min时,第一次冷冻得到的无水硫酸钠回收率为85.31%,纯度为99.638%,第二次冷冻得到的无水硫酸钠回收率为53.41%,纯度为99.490%。可达到《工业无水硫酸钠》（GB/T 6009–2014）Ⅰ类优等品/一等品的要求。经过两次冷冻后,无水硫酸钠的总回收率为97.680%。当碳酸盐沉锂温度为90.0 ℃、搅拌速度300 r/min和反应1 h时,采用倒加法得到的碳酸锂纯度和回收率更高,分别为99.87%和67.07%。以28% HBL121（质量分数）作为萃取剂,萃取时间10 min、相比O/A=5：1和室温条件下,对沉锂后液、洗水1和洗水2的混合液进行四级逆流萃取,得到负载有机相和萃余液,锂萃取率高达99.85%,萃余液的锂含量为6.4 mg/L。将该负载有机相用7 mol/L的盐酸在室温、相比O/A=10：1和反萃时间8 min条件下经过四级逆流反萃,反萃率可达到99.37%。整个工艺流程的锂总回收率为91.39%。

为提高厌氧序批式反应器（ASBR）的厌氧氨氧化启动效率,制备羊粪基生物炭S500并考察了其对ASBR工艺厌氧氨氧化启动过程氮转化和去除的影响,探讨了其加速启动的可行性和强化机制。结果表明,投加8 g/L S500的ASBR反应器运行29 d后可成功启动厌氧氨氧化,启动耗时比未添加S500时缩短了32.6%,同时其稳定运行期TN去除率均值达到95.5%,比未添加S500时提高了16.3个百分点。启动完成后,S500的比表面积、总孔体积和平均孔径分别比启动前减小了78.7%、56.8%和72.6%,碳氧官能团也发生了移位,它不仅为脱氮菌群的富集生长提供了栖息地,同时为脱氮反应补给了充足的电子供体/受体,从而使启动效率和脱氮性能得到有效提升。除厌氧氨氧化菌属Candidatus Brocadia、Candidatus Kuenenia以外,添加S500的ASBR反应器内还共存着具有短程反硝化功能的Thauera菌属、具有完全或亚硝酸型反硝化功能的Denitratisoma、Limnobacter菌属,它们协同共促氮的有效转化。将S500应用于加速ASBR工艺厌氧氨氧化启动具有较高的可行性,可为其强化脱氮提供一条新策略。

本研究针对生活污水水量波动大,污水处理系统难以稳定处理的问题,通过设计并搭建MABR与传统AAO工艺耦合中试系统,研究不同阶段污水处理效能。针对生活污水,通过优化运行,在无硝化液回流、无外部药剂添加条件下,系统最短生化段停留时间为9.12 h,系统出水COD、NH₃-N、TN的去除率平均为83.05%、96.34%、58.11%,《农村生活污水处理设施水污染物排放标准》（DB 32/3462–2020）一级A标准。并且,在微生物学方面,门水平上,MABR膜表面生物膜以变形菌门Proteobacteria、拟杆菌门Bacteroidetes、绿弯菌门Chloroflexi占优势菌种。该系统运行简单,可多大幅缩短好氧区停留时间,抗水量冲击负荷能力强。

为研究人工湿地对城镇污水处理厂尾水的净化效果及其微生物群落特征,以七节河复合湿地为研究对象,进行了一年的跟踪监测,考察复合湿地各处理单元对NH₄⁺-N、COD_Cr、TP的去除效果,并通过高通量测序技术分析了水体和沉积物微生物群落的特征和差异。结果表明,大部分月份复合湿地出水水质达到《地表水环境质量标准》（GB 3838–2002） Ⅲ类水质标准,2月、3月、5月、8月、10月存在超标现象。沉积物中的细菌多样性和丰富度均高于水体,微生物中高丰度的绿弯菌门可在一定程度上指示出水情况。

探究了不同曝气-搅拌方式下好氧颗粒污泥（AGS）对实际化粪池污水中污染物的去除效果及运行能耗,为AGS工程化应用提供技术支持。对比了10种曝气-搅拌模式下AGS对化粪池污水的处理效果（对应的反应器为R1-R10）。出水化学需氧量（COD）在67~135 mg/L之间,去除率在30.29%~65.40%之间,其中R2（全程曝气）的处理效果最佳,出水COD为67.0 mg/L,去除率为65.40%。出水总磷（TP）在0.57~2.51 mg/L之间,对应的去除率在68.54%~92.90%之间,其中R9（曝气-搅拌-曝气）的处理效果最佳,出水TP为0.57 mg/L,去除率为92.90%。出水总氮（TN）在49.63~82.12 mg/L之间,对应的去除率在33.90%~60.06%之间,其中R2的处理效果最佳,出水TN为49.63 mg/L,去除率为60.06%。典型周期实验结果表明R2及R9中均发生了明显的同步除碳及脱氮除磷现象。R9去除单位污染物的能耗分别为27.38 kWh/g TN、229.51 kWh/g TP和14.28 kWh/g COD,明显低于R2的32.16 kWh/g TN、329.31 kWh/g TP和18.94 kWh/g COD。结合污染物去除效果及运行能耗确定R9的曝气-搅拌-曝气模式为较优运行方式。

通过优化紫外/过氧化氢（UV/H₂O₂）工艺条件,实现了N,N-二甲基甲酰胺（DMF）的废水高效处理并推测了DMF的降解途径,同时对处理后的废水进行了生物活性影响探究并提出和展望了联合工艺。工艺优化阶段利用模拟DMF废水（DMF浓度为800 mg/L）,考察初始pH（1、2、3、4、5、6）和H₂O₂投加浓度（0、3.7、6.8、20.5、34.2 mg/L）对UV/H₂O₂工艺降解DMF的影响。试验结果表明当初始pH为4,H₂O₂投加浓度为20.5 mg/L时,DMF、化学需氧量（COD）和总有机碳（TOC）的去除率分别为99.7%、91.3%和90.9%。经UV/H₂O₂处理后,DMF中的氮元素部分以氨氮形式释放,同时系统能够达到54.4%总氮去除率。通过气相色谱-质谱（GC-MS）分析同时结合自然分布分析（NPA）电荷分布分析和前线电子密度推测出UV/H₂O₂处理后DMF的转化途径。废水经过物化预处理后,可以降低对微生物的短期活性抑制,并且对处理后的废水进行50%以上的稀释可以消除对微生物活性的短期抑制,适合作为生物反应器的启动比例。

烟气湿法脱硫后含有大量水蒸气,直接排放造成水资源的浪费和“白羽烟”。针对脱硫后的烟气换热效率较低和冷却工质温度限制水回收效率的问题,提出了低温热驱动氨制冷的水-冷联产新工艺。梯级利用低品位烟气余热驱动的双效氨吸收制冷系统供给两级集水装置。利用工艺流程模拟软件Aspen对工艺进行全流程模拟。模拟结果显示：在两级水回收系统的共同作用下,排出湿空气的温度降低到15 ℃,水蒸气含量降低到1.7%以下,实现了高达77%的水回收率。新工艺实现了烟气余热的梯级利用、水回收和冷量的制取;可以盈余-10 ℃左右的冷量14.7 MW。每年节省工业用水2.25×10⁵ m³、工业用电1.06×10⁸ kWh,有着良好的经济和社会效益。

构建了微藻-好氧颗粒污泥（AGS）组合脱氮系统,旨在为离子型稀土矿山尾水高效脱氮提供技术借鉴。分别接种微藻和实验室储存的AGS启动一级微藻反应器和二级AGS反应器,二者串联运行。运行30 d后,微藻的叶绿素a和藻密度分别为16.11 mg/L和1 007 mg/L,AGS结构更加致密,SVI和颗粒化率分别为33.93 mg/L和96.04%。微藻系统出水水质从第25天开始趋于稳定,分别实现了进水中40%左右的氨氮去除和30%左右的总无机氮（TIN）去除。AGS系统出水从第15天开始趋于稳定,分别实现一级出水中90%的NH₄⁺-N去除率和57%的TIN去除率。微藻的NH₄⁺-N和TIN稳态去除贡献率分别为39.80%~44.90%和44.29%~54.17%,AGS的NH₄⁺-N和TIN稳态去除贡献率分别为55.10%~60.20%和46.48%~54.17%。微藻-AGS组合系统的稳态NH₄⁺-N及TIN去除率分别为95%和70%左右,出水满足《离子型稀土矿山开采水污染物排放标准》（DB 36/1016–2018）。

聚酰胺（PA）纳滤（NF）膜因其高渗透性、选择性和抗污染性能高等优点,在水处理领域展现了广阔的应用前景。然而,渗透性与选择性的权衡效应是当前PA NF膜制备面临的核心难题。本研究通过界面聚合（IP）技术,结合优化的热处理和后处理工艺,提出了一种新型的高性能PA NF膜制备策略。研究表明,以NaOH作为加热试剂能够刻蚀PA层并促进酰氯基团的水解,从而获得负电荷增强、亲水性改善、孔径增大的NF膜。优化后的NF-3膜展现出优异性能,渗透通量达24.3 L/（m²·h·bar）,对Na₂SO₄的截留率高达96.9%。该膜对一价和多价离子均具有优异的选择性,并且在天然地表水净化过程中,NF-3膜能有效去除有机污染物,同时保留适量矿物质,确保提供安全且矿物质组成合理的饮用水。本研究为纳滤工艺在实际水体处理系统中的应用及高性能纳滤膜定制策略提供了参考。

垃圾渗滤液是一种水质成分复杂且处理难度较大的有机废水。考虑到广西某地垃圾填埋场渗滤液经生物处理后COD仍然较高的特点,研究设计了新型芬顿-三氯异氰脲酸工艺,以实现垃圾渗滤液的深度处理。研究对比了芬顿-三氯异氰脲酸联合处理与两级芬顿工艺在COD去除效果上的表现,并通过探讨三氯异氰脲酸的投加量和pH值对处理效果的影响,最终确定了最佳的反应条件。结果显示,在pH为7.0,三氯异氰脲酸投加量为7 g/L的条件下,芬顿-三氯异氰脲酸联合氧化工艺对垃圾填埋场渗滤液的COD去除率达到了96.94%。

截至2022年,我国农村污水处理率仅约31%,农村地区的污水处理存在很大的空白。农村生活污水由于低碳源水质,给处理技术构成巨大挑战。基于AAO工艺处理冬季（平均水温为13.8 ℃）的实际农村生活污水,研究系统的运行性能并优化参数,分析了厌氧、缺氧和好氧环境下的微生物群落。结果表明,在处理冬季低碳源的农村生活污水时,AAO工艺存在明显的污泥流失,出现二次释磷和硝化作用被抑制的现象,优势菌属为能产生大量胞外聚合物的Zoogloea（13.87%~15.05%）。F/M值处于0.173±0.029 kgCOD/（kgMLSS·d）时,Thiothrix（7.01%~11.51%）的过度生长导致污泥膨胀。F/M值处于0.225±0.023 kgCOD/（kgMLSS·d）可维持良好的活性污泥系统,COD、TP、TN和NH₄⁺-N的平均去除率分别为95.19%、91.09%、83.53%和98.09%。讨论了AAO工艺处理农村生活污水时的污泥稳定状态、脱氮除磷效率以及不同情况下功能微生物的变化情况,有助于提高农村水环境的处理效率以及改善人居环境。

酸性矿山废水产生过程中多伴生重金属污染,增加了废水处理的难度与成本。为了强化酸性矿山废水的处理效能,本研究采用高密度泥浆法双级中和氧化-絮凝-沉淀工艺处理酸性矿山废水,结合小试-中试循序优化,明确系统最佳工艺参数,阐释中和反应和重金属转化协同去除的关键机制。关键参数包括水力停留时间（HRT）、氧化钙（CaO）投加量、底泥回流量等参数,结果显示,系统高效运行条件为：一级反应池pH为8.5~8.9,CaO投加量为3.0~3.4 kg/m³废水,气水比为（3~6）∶1,HRT为0.8~1 h,絮凝剂用量为15~20 g/m³废水,底泥浓度为20%,底泥回流比为14%~19%等。总铁和锌去除具有明显协同作用,铁和锰主要通过氧化并协同中和沉淀物及絮凝剂共沉淀等机理去除。研究结果为实际工艺设计调试、施工和运营降本增效提供重要理论和技术支撑。

利用集胞藻替代生物杂化体产甲烷技术中的半导体材料,使其与产甲烷古菌互营生长、协同产甲烷,通过光暗循环以及络合铁的氧化还原循环方式,构建复合体系,搭建连续流反应器,设置不同水力停留时间（HRT）测试产甲烷性能,发现HRT=12 h组的甲烷产量最高,达（2.47±0.17） μmol。其中,共培养体系中cpcG和mcrA基因拷贝数最高分别增加了6.97和1.26倍,证实微生物间的互营生长。体系水环境表现出较高的电导率和较低的氧化还原电位,与胞外聚合物组分结果相互印证,说明了体系内各因素的共同协调控制保持系统稳定。偏最小二乘路径模型发现由水力停留时间引起的作用对生物量效应达0.43,而生物量对甲烷产量的效应达0.92,说明了水力停留时间会影响体系生物量,进而影响甲烷产量。

为强化地下水处理中催化氧化除氨锰氧化物滤料表面膜负载强度,在小试和中试实验条件下,将筛选出的胶凝剂与空白组锰氧化物滤料应用于循环-直排过滤柱系统,考察不同胶凝剂对锰氧化物负载效率及不同条件下氨氮的去除效果。结果表明,添加胶凝剂的两根滤柱在初期除氨效果较好。后期非循环系统运行时,在不同滤速和不同初始氨浓度条件下,胶水粉和PAM滤柱相比空白滤柱除氨能力较强,在锰离子存在条件下,空白、胶水粉和PAM滤柱滤层前20 cm的氨去除率分别为51.9%、70.10%和63.55%,在不同反冲洗条件下,胶水粉和PAM滤柱相比空白滤柱不易受到反冲洗的影响,除氨能力较稳定。观察三根滤柱成熟氧化膜氨去除的变化情况,发现胶凝剂不会对滤柱除氨能力产生较大影响。对比不同时期的滤料的膜负载量和膜负载强度,发现胶水粉滤柱的膜量高于其他两根滤柱,胶水粉和PAM滤柱的膜负载强度相比空白滤柱较高。结合来看,推测添加胶凝剂的滤柱除氨效果较好是由于其有较高的膜负载强度和膜量,使滤柱更适应不同处理条件的变化,滤柱除氨性能保持在高效区间。

嗜高温生物反硝化脱氮（TBD）具有脱氮效率高、温室气体释放速率低等优势,然而外源性污染物氧氟沙星（OFL）对TBD系统的影响鲜被研究。为了明确OFL对TBD反硝化脱氮及N₂O释放特征的影响,本工作以TBD和OFL为探究对象,控制进水OFL质量浓度,研究了TBD系统的运行效能并解析相关机制。结果表明,OFL降低了TBD对污染物和脱氮去除率,当OFL质量浓度达到8.0 mg/L时才会抑制NH₄⁺-N的去除,但即使0.2 mg/L OFL已抑制了TN去除。OFL提高了N₂O释放速率,尤其当OFL质量浓度为8.0 mg/L时,N₂O释放速率提高至8.51 μg/min。在污泥性质方面,OFL降低了污泥浓度及有机质占比,提高了胞外聚合物含量,降低了污泥沉降性。OFL在TBD系统内的去除率与初始浓度相关,初始浓度越高,OFL在TBD系统内去除率越低。OFL降低了TBD系统内胞内聚合物的合成量,降低了后续反硝化脱氮电子供体。研究结果丰富了OFL的环境行为并为TBD系统的推广提供一定的理论依据和数据支撑。

规模化养牛产业的快速发展导致牲畜粪污引发的环境问题愈发突出。本研究旨在通过絮凝技术处理集约化养牛场废水,探究不同絮凝剂（CaO、FeSO₄、MgSO₄、PAC、PAM）及其复配对养殖废水中悬浮固体（SS）、化学需氧量（COD）、总磷（TP）和氨氮的去除效果,最终与种子发芽实验结合综合评估处理后的生物毒性。结果表明,0.4%的FeSO₄对SS的去除效果最佳,去除率达80.35%。添加5%的CaO时,总磷去除率最高可达93.53%。FeSO₄和CaO的处理成本较低,分别为1.4元/m³和2.4元/m³。CaO 2%+PAC 0.4%复配处理后SS的去除率可达76.31%,成本为18.32元/m³。上清液稀释1倍后,种子发芽率达39.33%,对根部生长具有促进作用。本研究为集约化养牛场粪污的高效、低成本处理提供了技术参考,具有重要的环境和经济意义。

氢基质生物膜反应器（H₂-MBfR）在处理水中硝酸盐（NO₃^-）污染上极具应用前景,但是其碳源的选择与供给方式会使生物膜内的pH差异较大,或对生物膜内的反硝化行为产生严重影响,目前尚缺乏系统研究。本研究通过在不同的碳源供给形式与方式下运行的H₂-MBfR,进行实验与数学模型研究,结果表明：在膜外与膜内CO₂运行模式下,反应器的脱氮性能更优,同时出水中均未检出NO₂^-;两种CO₂运行模式下,整个生物膜区域内的反硝化活性受pH的影响最小,其余两种情景均受到不同程度的pH抑制;通过数学模型定量化模拟发现,采用pH控制措施的运行情景中,生物膜内的反硝化活性明显高于仅采用NaHCO₃的情景;此外,利用CO₂作为碳源和控制系统pH相比其他方案的抗冲击负荷优势更为明显。

本研究以贵州某酱香型白酒酿造废水污水处理厂二级生物处理出水为对象,研制专性负载型臭氧催化剂,考察其臭氧催化氧化深度处理效果。研究结果表明,相较于单组分催化剂,双组分催化剂催化效果更好。当催化剂活性组分为Cu、Mn且两者摩尔比为1∶1时,臭氧催化氧化处理对酱香型白酒酿造废水的COD和TOC去除效果最佳,分别达到53.8%和54.56%。同时对比了单独臭氧催化氧化、单独混凝和混凝-臭氧催化氧化组合工艺的处理效果,发现单独混凝时,投加20 mg/L混凝剂对废水COD与TOC去除效果最佳;但混凝预处理对后续臭氧催化氧化的效果有抑制作用,仅使用臭氧催化氧化处理效果最佳。

为了明确新污染物氟西汀（FLX）对强化生物除磷的影响,构建了实验室规模序批式反应器,通过控制进水FLX质量浓度,考察了EBPR的运行效能、污泥特征及微生物代谢活性,并揭示相关机制。结果表明,FLX对EBPR的影响具有剂量依赖性,低浓度FLX（0.2 mg/L）未影响EBPR运行效能,而超过1.0 mg/L FLX降低了EBPR内污染物和营养盐的去除,并降低了污泥浓度及有机质占比。高浓度FLX诱导EBPR分泌更多胞外聚合物（EPS）用于自我防御,并提高了EPS内蛋白质（PN）和多糖（PS）含量。FLX诱导微生物比耗氧速率（SOUR）下降并提高活性氧（ROS）及乳酸脱氢酶（LDH）释放,在5.0 mg/L FLX阶段,SOUR下降至14.5 mg/（gVSS·h）,而ROS和LDH相对释放量分别提高至125%和134%,高浓度FLX降低了EBPR系统内微生物代谢活性。解除高浓度FLX抑制后,EBPR运行效能得到一定恢复,但仍低于初始状态。研究结果丰富了新污染物FLX在EBPR系统内的污染行为,并未后续FLX的高效去除提高数据支撑。

铁氧化还原介导的氮转化在水处理中具有广阔的应用前景,然而,实际应用中存在游离铁离子流失、对微生物活性的抑制及胞外电子传递（EET）效率低下等问题。本研究引入腐殖酸铁络合物（HA-Fe）以固定铁源,探究HA-Fe对硝酸盐脱除效果。结果表明,加入HA-Fe组脱氮表现最优,TN去除速率常数为0.379 4 d^-1,分别是CK、HA和Fe组的2.40、1.90和1.71倍。这缘于HA-Fe提供了更多的反应活性位点,通过胞外电子传递,促进了Fe循环,在呼吸链中发挥氧化还原作用增强氮转化。低C/N条件下,HA-Fe组TN去除率达到75.44%,分别是CK、HA和Fe组的1.35、1.27和1.08倍。另外HA-Fe组促进了Zeta电位升高以及胞外聚合物（EPS）的分泌,使微生物团聚体更加稳定。群落分析表明,HA-Fe体系自养反硝化菌和电活性菌丰度提高,进一步证明HA-Fe强化了EET过程,实现电活性菌和脱氮菌之间的互利共生。

城镇生活污水含有痕量抗生素,给污水处理过程中生物脱氮造成了不利影响。目前,痕量抗生素去除与短程硝化同步运行情况仍不清楚。本课题研究了磺胺甲噁唑（SMX）、罗红霉素（ROX）、左氧氟沙星（LEV）等典型抗生素对无泡膜曝气生物膜反应器（MABR）短程硝化过程的影响。结果表明,痕量抗生素能够引起生物膜微环境pH和溶解氧升高,促进硝化过程,导致NO₂^--N积累率分别由未添加抗生素时的87.7%±2.2%降至54.6%±4.2%。与此同时,生物膜降解去除SMX效果（去除率87.0%±4.4%）明显优于ROX（30.0%±7.2%）和LEV（10.0%±4.3%）。宏基因组联合代谢组学分析表明,macB、tet（58）、bcrA、novA、evgS与oleC抗性基因对于生物膜抵御上述抗生素胁迫起到了关键作用;多环芳烃降解、苯并恶唑嗪酮生物合成和氨基苯甲酸盐降解途径的显著上调促进了大部分SMX和部分ROX的去除,推测无法有效降解的LEV和ROX是引起生物膜短程硝化效果变差的关键因素。因此,在痕量抗生素干扰条件下,适当调整并降低pH和供氧流量是保持MABR短程硝化过程的主要方法,进一步保障后续短程硝化厌氧氨氧化的顺利实施,为拓展MABR脱除痕量抗生素并同步短程硝化的应用提供重要的借鉴与参考。

随着社会经济的快速发展,城镇产生的生活垃圾量逐年递增,而垃圾通过填埋处理会产生一定量成分复杂,并且包含有毒有害物质的垃圾渗滤液。本文实验用水取自烟台市某垃圾填埋场经过生化处理后的垃圾渗滤液进行研究,结果表明在最优的实验条件下,三维电极电化学技术对垃圾渗滤液具有良好的处理效果,其中对色度、UV₂₅₄、TOC、COD的去除率分别为99.0%、75.4%、67.5%、51.9%,并在此基础上,对三维电极电化学处理垃圾渗滤液连续运行的处理效能进行探究,为后续的中试试验做好理论基础,并提出对三维电极电化学的展望。

为了缩短饮用水处理流程和提升出水品质,本研究采用微滤（MF）-超滤（UF）-纳滤（NF）全膜法工艺处理微污染地表水,评估其对水质的净化效果以及对溶解性有机物和无机离子的去除能力。本研究集成了MF、UF和NF三种膜技术的全膜法工艺处理东平湖水样,分别测定UV₂₅₄、TOC、电导率、TDS及各类离子的去除效果,同时研究不同工艺对有机物分子量影响。结果表明,该组合工艺对东平湖原水中溶解性有机物具有高效去除能力,对类腐殖类有机物去除率高达92.7%,对UV₂₅₄的去除率高达97.89%,对TOC的去除率高达75.83%,对TDS的去除率高达55.1%。此外,全膜法工艺中MF和UF工艺能够有效去除水体中存在的大分子有机物,NF工艺能够实现中小分子量有机物的显著去除。全膜法工艺在去除水中有机物的同时还对水体中的无机离子实现了高效的去除效果。MF-UF-NF全膜法工艺不仅能高效去除水中的有机物和无机离子,同时能够提升出水品质,符合安全饮用水生产的要求。鉴于此,全膜法工艺有望成为一种高效的微污染水处理技术,为提升饮用水品质和推动饮用水处理工艺革新提供了重要数据支撑。

金属-有机凝胶（MOG）是一种通过金属离子与有机配体在适宜条件下通过配位作用自组装而成的水凝胶材料,因其优异的机械性能与稳定性,在吸附、催化以及分子分离等方面具有广泛的应用潜力。本实验利用铝和铁合成了具有功能性材料MOG-Fe/Al絮凝剂,并对浆柏废水进行了处理评估与工艺优化。结果表明,在投加量为1.0 g、废水稀释浓度为100倍、絮凝温度30 ℃和废水pH为9的条件下,静置沉降12 h,MOG-Fe/Al凝胶显著提高了废水处理效果,浊度去除率达98.3%。另外,采用SEM、FT-IR、XPS、XRD、TG和BET对絮凝剂进行了表征。结果显示,合成的MOG-Fe/Al材料具有多孔不规则的形态,其比表面积为360.5 m²/g,属于微介孔材料,进一步展示了MOG-Fe/Al凝胶材料在浆柏废水处理领域展现出重要的实用价值与广阔的发展前景。