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大家之言
从指标调整谈饮用水标准制定中指标遴选原则
作者简介:张岚,韩嘉艺
通信作者:张岚
引文格式:张岚, 韩嘉艺. 从指标调整谈饮用水标准制定中指标遴选原则[J]. 净水技术, 2023, 42(6):1-6,131.
ZHANG L, HAN J Y. Discussion on the principle of indices selection in drinking water standard-setting in perspective of index adjustment[J]. Water Purification Technology, 2023, 42(6):1-6,131.
《生活饮用水卫生标准》是饮用水对人群健康、生活质量影响的衡量尺度,具有法律效力。水质指标及其限值是水质标准的核心内容,结合我国实际情况科学、合理地筛选水质指标对于标准的有效贯彻实施至关重要。文章以《生活饮用水卫生标准》2022 年版与 2006 年版之间指标调整情况为切入点,对生活饮用水卫生标准修订中水质指标筛选的原则进行了系统地介绍,阐述了《生活饮用水卫生标准》(GB 5749—2022)中水质指标调整的基本情况和指标增减的依据。在此基础上,对未来饮用水水质标准制修订中水质指标的遴选提出建议,以期为相关标准的制修订提供参考和借鉴。
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CoAl-LDH/Bi2MoO6光催化-芬顿工艺高效降解罗丹明B
本文作者:蒋有君,陈 燕,邹晨涛,索心睿,宋新山,王宇晖
通信作者:陈燕
作者单位:东华大学环境科学与工程学院;中国科学院流域地理学重点实验室;东华大学理学院
引文格式:蒋有君, 陈燕, 邹晨涛, 等. CoAl-LDH/ Bi2MoO6 光催化-芬顿工艺高效降解罗丹明 B[J]. 净水技术, 2023, 42(6): 132-141,151.
JIANG Y J, CHEN Y, ZOU C T, et al. Efficient degradation of rhodamine B by CoAl-LDH/ Bi2MoO6 through photocatalysis-Fenton process[J]. Water Purification Technology, 2023, 42(6): 132-141,151.
文中通过水热法成功制备了 CoAl-LDH/ Bi2MoO6 复合光催化剂,并研究了其对工业废水中罗丹明 B 的去除性能,利用 X 射线衍射仪(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、傅里叶红外显微成像光谱仪(FTIR)、X 射线光电子能谱仪(XPS)等对 CoAlLDH/ Bi2MoO6 催化剂进行一系列表征,考察了不同的 pH、掺杂量、H2O2浓度、催化剂投加量对 RhB 降解效率的影响。试验结果表明,在 pH 值= 6、H2O2物质的量浓度为 10 mmol / L、投加量为 0.6 g/L 的条件下,质量比为1:5的 CoAl-LDH/ Bi2MoO6 表现出最优异的光催化芬顿活性,在 60 min 内对质量浓度为 10 mg/L 的RhB去除率达到97.8%,比单独的光催化体系和非均相芬顿体系的去除率均有提高,且循环后仍能保持较高的催化性能。这说明光催化与芬顿技术之间存在协同效应,CoAl-LDH/Bi2MoO6 异质结促进了类芬顿反应中Co2+、Co3+的循环,同时提高了光生电子与空穴的分离和传输效率。
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净水技术热点前沿
承上与启下,总结与展望。本栏目通过综述,回顾水行业研究热点的进展,展望下一步研究的方向,给予研究者更多的启发和灵感。
预氧化耦合超滤工艺净化处理含藻水研究进展
本文作者:徐双成,高熠璇,胡昕如,崔晓洁,孟子浩,成小翔(《净水技术》青年编委)
通信作者:成小翔(《净水技术》青年编委)
作者单位: 济南普润水务有限公司 ; 济南水务集团有限公司 ; 山东建筑大学市政与环境工程学院
引文格式: 徐双成 , 高熠璇 , 胡昕如 , 等 . 预氧化耦合超滤工艺净化处理含藻水研究进展 [J]. 净水技术 , 2023, 42(6):7-13,21.
XU S C, GAO Y X, HU X R, et al. Research progress of pre-oxidation coupled with UF process for algae-laden water treatment[J]. Water Purification Technology, 2023, 42(6):7-13,21.
湖库等水源地藻类暴发问题依然突出,严重威胁着居民的饮水安全。超滤可以有效截留藻细胞,但在含藻水净化时仍面临着溶解性有机物去除率低、膜污染等瓶颈。为提升净化效率,氧化预处理耦合超滤工艺在含藻水处理领域受到了越来越多的关注。基于此,文章系统地分析了超滤工艺净化含藻水的效能,综述了氯、臭氧、紫外、过硫酸盐和高锰酸盐耦合超滤工艺净化含藻水的研究进展,对氧化预处理耦合超滤工艺净化含藻水的应用前景进行了总结和展望。
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微纳米气泡的气液界面作用在水处理与农业种植及水产养殖中的应用
本文作者:王美琳,陈鲁海,刘亚男
通信作者:刘亚男
作者单位: 东华大学环境科学与工程学院 ; 纳泡检测技术股份有限公司
引文格式: 王美琳 , 陈鲁海 , 刘亚男 . 微纳米气泡的气液界面作用在水处理与农业种植及水产养殖中的应用 [J]. 净水技术 , 2023, 42(6): 14-21.
WANG M L, CHEN L H, LIU Y N. Application of gas-liquid interface interaction of micro-nano bubbles in water treatment and agricultural planting and aquaculture[J]. Water Purification Technology, 2023, 42(6): 14-21.
近年来,微纳米气泡(MNBs)由于其具有比表面积大、水中停留时间长、气液传质效率高、Zeta 电位高和能产生大量含氧活性基团等独特物理、化学特性而受到人们的广泛关注。随着对 MNBs 产生原因及其机理的不断研究,人们发现 MNBs 在环境修复、医疗、工业、农业等领域具有很好的应用潜能。文中简要介绍了MNBs 强化气液传质、高 Zeta 电位与高稳定性、强化自由基生成等气液界面作用,并对 MNBs 技术在水处理、农业种植与水产养殖中的应用进行了综述,希望为其在相关领域应用提供理论和技术参考。
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催化臭氧法处理印染废水的多相催化剂研究进展
本文作者:薛洁,王永磊,金丽,邵明睿,刘玉国,王晓波,赵银河
通信作者:刘玉国
作者单位: 山东建筑大学市政与环境工程学院 ; 山东省水利科学研究院 ; 山东省创新发展研究院 ; 潍坊市市政公用事业服务中心
引文格式 : 薛洁 , 王永磊 , 金丽 , 等 . 催化臭氧法处理印染废水的多相催化剂研究进展 [J]. 净水技术 , 2023, 42(6): 22-31,56.
XUE J, WANG Y L, JIN L, et al. Research progress of heterogeneous catalysts in catalytic ozonation process for printing and dyeing wastewater treatment [J]. Water Purification Technology, 2023, 42(6): 22-31,56.
印染废水具有成分复杂、难降解有机物含量高、色度高、可生物降解性差等特点,被认为是难处理的工业废水之一。高级氧化法被认为是处理印染废水最有效的方法之一,其中催化臭氧氧化表现出优良的有机物降解能力,较单一臭氧氧化效率更高。因此,催化剂被广泛研究用来催化臭氧深度处理印染废水以达标排放,尤其是多相臭氧催化剂,其催化效率高、可重复利用性较好,且催化过程不需额外的电能或光能消耗,近年来被研究者广泛关注。文章主要综述了处理印染废水常用的臭氧催化剂种类及其对催化臭氧化处理印染废水的效果,以及多相催化剂在印染废水处理领域的中试研究和实际应用情况,以期为催化臭氧化深度处理印染废水领域中催化剂的选择和制备提供基础的理论和参考。
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铁基纳米材料去除水中重金属研究进展
本文作者:王研谛,史俊,邓慧萍(《净水技术》编委)
通信作者:邓慧萍(《净水技术》编委)
作者单位: 同济大学环境科学与工程学院
引文格式: 王研谛 , 史俊 , 邓慧萍 . 铁基纳米材料去除水中重金属研究进展 [J]. 净水技术 , 2023, 42(6): 32-44.
WANG Y D, SHI J, DENG H P. Research progress of iron-based nanomaterials for heavy metals removal in water[J]. Water Purification Technology, 2023, 42(6): 32-44.
在人类社会高速发展的同时,重金属被排入水体中造成严重的环境污染。 铁基纳米材料是环境领域应用最广泛的纳米材料之一,因其反应活性高、吸附性能好、分离回收方便和反应产物环境友好等优点,在分离/ 固定水中重金属方面受到广泛关注。 文中主要综述了铁基纳米材料对水中重金属污染修复的研究进展,总结了铁基纳米材料的制备、分类、功能化方法,探讨了铁基纳米材料去除重金属离子可能的反应机理,包括物理吸附、化学吸附、氧化/还原以及沉淀。 文中对影响重金属离子去除的几个环境因素(pH、温度、共存成分)进行了总结归纳。 最后,对铁基纳米材料在重金属废水处理领域中的发展前景进行了展望。
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高品质饮用水探索
“高品质饮用水”是供水行业共同追寻的全新目标。本栏目探究从源头到龙头的水质管理提升、工艺技术提升、管理服务提升,为供水全流程中关心的实际问题提供帮助。
核壳式碳包覆纳米普鲁士蓝活化过一硫酸盐降解磺胺嘧啶
本文作者:沈松土,叶晓菲,沈 鑫,陈珊敏,曾寒轩,朱世俊,邓靖
通信作者:叶晓菲
作者单位:钱江水利开发股份有限公司;浙江工业大学土木工程学院
引文格式:沈松土, 叶晓菲, 沈鑫, 等. 核壳式碳包覆纳米普鲁士蓝活化过一硫酸盐降解磺胺嘧啶[J]. 净水技术, 2023, 42(6): 57-65.
SHEN S T, YE X F, SHEN X, et al. Degradation of sulfadiazine by activated peroxymonosulfate with core-shell carbon coating nano-prussian blue[J]. Water Purification Technology, 2023, 42(6): 57-65.
为遏制水中磺胺类药物污染问题,采用碳包覆技术合成了一种新型核壳式纳米普鲁士蓝(C-PBA)用于活化过一硫酸盐(PMS)降解水中常检出有机污染物磺胺嘧啶(SDZ)。 利用扫描电子显微镜(SEM)、透射电子显微镜(TEM)、X 射线衍射仪(XRD)、傅里叶变换红外吸收光谱仪(FTIR)分析测试了C-PBA 的微观形貌、晶体结构和表面官能团等物理化学性质。 系统研究了pH、共存阴离子、循环再生次数对 C-PBA 活化 PMS 降解 SDZ 的影响。 结果表明,当 PMS 和 C-PBA 的投加量分别为 0.5 mmol/L 和 0.2 g/L时,体系在 15 min 的反应时间内对 10 μmol/L SDZ 的去除率为 100%;催化体系能够较好地抵抗极端 pH 和水中共存阴离子的干扰。 催化机理研究表明,Co / Fe 氧化还原双循环能够促进主要活性物种SO4·-和表面结合自由基的产生。循环再生试验、金属离子溶出测试和生态毒性计算结果表明,C-PBA 是一种具有广阔应用前景的新型 PMS 催化剂。
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水厂失效生物活性炭在铬污染土壤修复中的再利用
本文作者:许展鹏,陈卫,李聪聪,冯昌龙,兰童,刘成
通信作者:陈卫
作者单位: 河海大学浅水湖泊综合治理与资源开发教育部重点实验室;河海大学环境学院
引文格式:许展鹏, 陈卫, 李聪聪, 等. 水厂失效生物活性炭在铬污染土壤修复中的再利用[J]. 净水技术, 2023, 42(6): 66-73.
XU Z P, CHEN W, LI C C, et al. Reuse of spent biological activated carbon (S-BAC) for chromium contaminated soil remediation in WTPs[J]. Water Purification Technology, 2023, 42(6): 66-73.
土壤重金属 Cr 具有难降解、强迁移性、易在生物体内积累等特点,会对人体健康及自然环境造成极大危害。 文章主要研究水厂失效生物活性炭(S-BAC),通过分析 S-BAC 表面官能团丰度、亚甲基蓝值和碘值、表面形貌,以及对重铬酸钾溶液的分批吸附试验效果,来探讨 S-BAC 对 Cr 的吸附效能。 同时,以土壤理化性质和 Cr 形态分布情况为指标,评价和验证了 SBAC 对 Cr 污染土壤的稳定效果,确定了最佳添加量。 结果表明,S-BAC 对溶液中 Cr 的吸附性能良好,吸附过程符合 Langmuir 模型以及准二级动力学方程;经 S-BAC 处理后,Cr 污染土壤中可交换态 Cr 浓度显著降低,可氧化态和残渣态 Cr 含量大幅增加,土壤阳离子交换量(CEC)、pH 均明显升高;在 S-BAC 掺入量为 5%的条件下,经过 35 d 的修复,土壤中 Cr 固定效果良好。 S-BAC 固定土壤中 Cr 的机制主要包括离子交换、表面络合、沉淀作用等,但土壤修复过程对 Cr 价态的影响还有待进一步研究。
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污水处理与回用
不同孔径膜格栅对城市污水中污染物的截留效能及截留物发酵性能分析
本文作者:赖国旺,储昭瑞,赫俊国
通信作者:储昭瑞
作者单位: 广州大学土木工程学院
引文格式: 赖国旺 , 储昭瑞 , 赫俊国 . 不同孔径膜格栅对城市污水中污染物的截留效能及截留物发酵性能分析 [J]. 净水技术 , 2023, 42(6): 97-102, 111.
LAI G W, CHU Z R, HE J G. Analysis of interception efficiency of different pore size membrane grids for pollutants in municipal wastewater and the fermentation performance of residues[J]. Water Purification Technology, 2023, 42(6): 97-102,111.
文章研究不同孔径膜格栅对城市生活污水中污染物的截留效能,并利用厌氧发酵产酸技术来分析阐明膜格栅截留物的发酵产酸性能。 首先,采用筛网孔径为 0.5、0.7、1.0 mm 的标准筛模拟不同孔径的网孔板式膜格栅对城市生活污水进行一级处理。 结果表明,3 种孔径的标准筛对总化学需氧量(TCODCr),特别是颗粒态化学需氧量(颗粒态 CODCr)有较好的截留 效果,但对溶解性化学需氧量(SCODCr)的截留效果并不明显。 与此同时,3 种孔径的标准筛对总氮和总磷的截留效果均要优 于对氨氮和正磷酸盐,对固体悬浮物(SS)的去除率均在 30%以上,其中 0.5 mm 孔径的标准筛的去除率最高,达到了43. 31%, 1. 0 mm 孔径的标准筛的去除率相对较低,但也达到了 34. 74%。 随后,考察了在中温(35 ℃)、pH值= 10 的条件下,利用膜格栅截留物(栅渣)进行厌氧发酵产生挥发性脂肪酸(VFAs)。 结果表明,在厌氧发酵周期内,发酵液中 SCODCr的浓度随着发酵 时间的延长不断升高;而发酵液中 VFAs 的含量呈现出先增长后下降的趋势,并于第 8 d 达到最大值。 可见,利用截留物水解发酵可以为生物脱氮工艺提供优质的碳源。
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工业水处理
利用铁尾矿资源制备磁性纳米纤维素材料对 Pb(Ⅱ) 的吸附去除
本文作者:李洁,任会学,姜生云,孙士泽,蔡颖慧
通信作者:任会学
作者单位: 山东建筑大学市政与环境工程学院
引文格式: 李洁 , 任会学 , 姜生云 , 等 . 利用铁尾矿资源制备磁性纳米纤维素材料对 Pb( Ⅱ ) 的吸附去除 [J]. 净水技术 , 2023, 42(6): 120-131.
LI J, REN H X, JIANG S Y, et al. Preparation of magnetic nanocellulose material utilized with iron tailings resource for Pb( Ⅱ ) adsorption and removal [J]. Water Purification Technology, 2023, 42(6): 120-131.
为探索固废资源的高值化应用 , 利用铁尾矿合成磁性 Fe3O4 , 并通过与氨基酸离子液体和纤维素的交联 , 制备磁性纤 维素纳米材料 F e 3 O 4 @Cellulose/AAILs, 用于吸附去除重金属 Pb 2+ 。应用傅里叶变换红外光谱 ( FTIR) 、振动样品磁强计 (VSM) 、 X 射线衍射 (XRD) 、电镜扫描 (SEM) 和 X 射线光电子能谱 (XPS) 对材料微观结构进行了表征 , 运用 Box-Behnken 响应曲面法研究了吸附过程的影响因素。 FTIR 和 XRD 分析表明 , 氨基酸的氨基和羧基修饰改性纤维素结构。 选择 Pb 2+ 去除率作为响应 , 考察了溶液的初始 pH 、吸附温度及吸附剂投加量之间的相互作用。 结果表明 : 在 25 ℃ 、 pH 值 = 7 和吸附剂投加量 为 0. 2 g 时 , Pb 2+ 去除率可达 98. 296% 。材料的吸附行为符合 Langmiur 吸附等温模型、伪二级动力学模型。 XPS 分析进一步 揭示了其对 Pb 2+ 的吸附机理 , 主要包括表面物理吸附、离子交换、官能团络合、静电吸引等。 F e 3 O 4 @ Cellulose / AAILs 可以作为 一种高效、快速的吸附剂用于去除水体中 Pb 2+ 。
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其他水系统
研究与应用
重金属复合污染河道底泥淋洗动力学特征
本文作者:杨洋,高慧敏,陶红,张秋灯
通信作者:陶红
作者单位: 上海理工大学环境与建筑学院
引文格式: 杨洋 , 高慧敏 , 陶红 , 等 . 重金属复合污染河道底泥淋洗动力学特征 [J]. 净水技术 , 2023, 42(6): 152-160,175.
YANG Y, GAO H M, TAO H, et al. Characteristics of leaching kinetics for river sediments with compound contamination of heavy metals[J]. Water Purification Technology, 2023, 42(6): 152-160,175.
文中以上海市崇明某河道底泥为研究对象,研究在不同 pH、温度条件下,底泥中 Cd、Cu、Pb 的淋洗动力学特征(淋洗液为纯水),通过 Tessier 连续提取法分析底泥淋洗前后的重金属形态变化。 结果表明:重金属淋洗量随时间增长呈上升趋势, 且分为快反应、慢反应及淋洗平衡 3 个阶段,Elovich 方程可以较好地描述该淋洗过程,略优于双常数方程,说明该淋洗过程为非均相扩散过程;pH 降低(pH值= 5~ 9)、温度升高(15~ 35 ℃),重金属淋洗量均有增加;淋洗脱除的重金属主要为不稳定形态,有机结合态重金 属的去除与底泥中富里酸含量有较强相关性,淋洗脱除率表现为 Cd>Pb>Cu,即 31. 34%>23. 85%>22. 86%,重金属的环境危害性有所下降。
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《净水技术》不仅追求高质量的理论研究,而且更注重实际工程运用,常年开设“城镇给排水工程设计案例专栏”和“供排水企业运行及管理成果专栏”,为一线工程设计人员和一线生产技术人员提供分量十足的“干货”。
工程案例
基于全重力流输水的水厂设计特点与工程实践
本文作者:阳佳中,刘克臻,马林伟,江雨竹
通信作者:阳佳中
作者单位: 中国市政工程西南设计研究总院有限公司
引文格式: 阳佳中 , 刘克臻 , 马林伟 , 等 . 基于全重力流输水的水厂设计特点与工程实践 [J]. 净水技术 , 2023, 42(6): 168-175.
YANG J Z, LIU K Z, MA L W, et al. Designed characteristics and engineering practice of WTPs based on full gravity flow water transmission[J]. Water Purification Technology, 2023, 42(6): 168-175.
为满足中心城区日益增长的用水需求,成都市于2012年开始启动水七厂建设,作为城市的大型主力水厂。 水七厂分两期建设,其中,一期工程为 50 万 m3/d,二期工程为 50 万m3/d,目前总规模为 100 万m3/d。 工程设计中利用成都市西北高、东南低的地势高差特点,通过不同方案比选,确定取水点、厂址的最佳位置,通过采取不同的调流调压等控制措施,精确控制水量及消除水锤。 整个供水系统实现了全重力流取水及全重力流输水,节能降耗明显,运行电耗约为 0.05 kW·h/m3,项目为城镇供水行业实现“双碳”目标提供了思路。 针对原水水质整体情况较好,但季节性呈现低温低浊,夏季高浊频发的特点,水厂选用单级机械絮凝预沉+机械混合折板絮凝平流沉淀池+V 型过滤工艺,同时预留深度处理用地。 水厂运行至今,供水水质优于《生活饮用水卫生标准》(GB 5749—2022),浑浊度基本控制在 0.2 NTU 以下,最高不超过 0.3 NTU。
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碳中和背景下水厂混凝剂自动投加系统的应用
本文作者:李家耀,何嘉莉,戴紫云,刘瑾科
通信作者:李家耀
作者单位: 东莞市水务集团供水有限公司 ,
引文格式: 李家耀 , 何嘉莉 , 戴紫云 , 等 . 碳中和背景下水厂混凝剂自动投加系统的应用 [J]. 净水技术 , 2023, 42(6): 192-198.
LI J Y, HE J L, DAI Z Y, et al. Application of automatic coagulant dosing system in WTPs under the background of carbon neutrality[J]. Water Purification Technology, 2023, 42(6): 192-198.
水厂的药剂在运送和生产过程中会排放二氧化碳,过量的药剂投加会增加污泥的产量,同时会增加污泥处理处置过程中的碳排放量,合理控制加药量有利于水厂践行低碳路径。将优化的混凝剂自动投加系统应用于某中型水厂实际生产中, 采用分阶段开展的方式进行了长达半年的混凝剂自动投加试验,对比了混凝剂自动投加系统与人工经验投加的运行情况。在实际运行当中,分阶段投入使用混凝剂自动投加系统能有效保障水厂的供水安全。 试验结果表明,混凝剂自动投加系统的投入节约了9%的混凝剂用量,在正常及汛期水质情况下均可确保出水水质稳定。试验期间待滤水浑浊度平均值低于 2 NTU, 且出厂水中铝的含量低于手动投加方式,具有显著的水质提升效果以及经济效益,且污泥产量明显降低。 研究结果为大中型水厂混凝剂自动投加系统的应用提供了示范和参考。
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《净水技术》二〇二三年六月刊目录
涵盖九大主题
206页学术硕果
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引领供水行业高品质饮用水目标的实现
呈现污水处理与回用的创新应用
荟萃城镇水系统全流程中监测技术的创新
推动供排水企业生产一线经验的交流
编辑:李君
排版:张蕾
校对:李佳佳 王佳
《净水技术》2023年活动计划
净水技术 | 北京良乡污水处理厂:全流程低碳环保
大家之言 | 任海静:新时代发展要求下的城市供水排水科普工作
净水技术 | 全局思考:提升城市污水处理系统的品质(2023年第5期精彩内容导览)
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