- 许航;王晴;胡天龙;王月婷;郭雅彬;
【目的】采用水泥砂浆内衬的球墨铸铁管被广泛应用于城市管网中,然而现有研究多聚焦于供水管道和再生水管道的金属腐蚀。故本文深入探究原水管道中水泥砂浆内衬的腐蚀行为特征及铁释放行为机制,并为原水输送过程中水质保障提供理论依据。【方法】本文以输送地表水、地下水和混合水的管段为研究对象,通过改进型生物膜环形反应器模拟输送不同水质原水的老旧管道,运用极化曲线及电化学阻抗谱分析探究氯离子(Cl~-)、硫酸根离子(SO_4~(2-))、碱度和硬度在不同浓度下对于腐蚀垢层的影响。结合电化学与水质分析结果,揭示不同影响因素下球墨铸铁管水泥砂浆内衬的腐蚀行为和铁释放情况。【结果】Cl~-和SO_4~(2-)浓度增长会增强管道腐蚀,导致抗腐蚀性能降低,同时促进铁的释放。但当Cl~-、SO_4~(2-)质量浓度分别提升至120、519 mg/L时,腐蚀倾向减弱,垢层的耐腐蚀性能增加。另外,碱度和硬度在较高水平下可以提高腐蚀垢层的抗腐蚀性能。值得注意的是,碱度从100 mg/L增至300 mg/L时,总铁平均释放质量浓度由34 mg/L减小至14 mg/L。而硬度在100~300 mg/L时,总铁质量浓度保持在0.5~1.0 mg/L,且腐蚀倾向呈现出先减弱后增强的趋势。【结论】为有效抑制原水输送管道中水泥砂浆内衬腐蚀并防止水质恶化,本文提出Cl~-和SO_4~(2-)浓度应维持在较低范围内,同时适当提高碱度与硬度。
2026年02期 v.45;No.300 44-59页 [查看摘要][在线阅读][下载 2487K] [下载次数:18 ] |[网刊下载次数:0 ] |[引用频次:0 ] |[阅读次数:2 ] - 王筱侃;黄理伟;刘贵华;潘永泰;任爱天;马琳;
【目的】拉萨河流域作为拉萨市重要的饮用水水源地,其水质状况对区域生态安全与居民健康具有直接而深远的影响。为全面掌握流域水体中重金属污染状况及潜在生态风险,本文在流域内布设了25个采样点,系统监测了锌(Zn)、锰(Mn)、铜(Cu)、铁(Fe)、砷(As)、铝(Al)、铅(Pb)、铬(Cr)和镍(Ni)共9种典型重金属元素的含量及其空间分布特征。【方法】采用内梅罗综合污染指数法和潜在生态风险指数法对水体重金属的污染水平与生态风险进行量化评估,结合健康风险评价模型探讨其对居民健康的潜在威胁。运用地理探测器与正定矩阵因子分解(PMF)模型对流域内重金属污染的主要来源开展定量溯源分析。【结果】(1)拉萨河流域表层水体重金属含量符合《地表水环境质量标准》(GB 3838—2002)Ⅰ类标准,平均含量由高到低依次为Zn、Mn、Cu、Fe、As、Al、Pb、Cr、Ni,且低于土壤背景值,空间分布呈现下游高于上游的趋势;(2)Zn、Cu和As表现为中度~重度污染及生态风险,As和Cu的潜在生态风险尤为突出,综合生态风险指数平均值为210.66,总体处于中度风险水平;健康风险评估显示,饮水途径风险(2.91×10~(-11)~1.32×10~(-3) a~(-1))远高于皮肤接触途径(5.82×10~(-13)~4.91×10~(-4) a~(-1)),As为主要致癌因子,儿童风险是成人的1.79倍;(3)污染来源分析表明,Cu、Mn、As主要源于工业废水,Zn与农业活动相关,Fe和Al受自然地质背景影响,Pb来自大气沉降,流域、太阳辐射和土壤总碳为主要影响因子。【结论】拉萨河流域水体总体水质较好,但仍存在一定生态风险,且与工业排放和农业活动高度相关。研究成果为高原河流流域的水质管理以及污染减轻提供了科学依据。
2026年02期 v.45;No.300 60-72页 [查看摘要][在线阅读][下载 3804K] [下载次数:44 ] |[网刊下载次数:0 ] |[引用频次:0 ] |[阅读次数:1 ] - 尹双星;李贵伟;齐天天;王海燕;张静;石宝友;王化儒;
【目的】北方某大型水库监测到位于该水库的引水隧洞水体中锰(Mn)浓度出现季节性升高现象。【方法】为防止管网发生Mn致“黄水”,基于前期研发的粉末活性炭(PAC)催化氯(Cl_2)氧化去除Mn(Ⅱ)方法,以Mn(Ⅱ)质量浓度低于20μg/L为去除目标,本文利用水库原水进行不同条件下的应急氧化除Mn(Ⅱ)试验。【结果】在Mn(Ⅱ)初始质量浓度为400μg/L时,单独使用2 mg/L Cl_2或10 mg/L煤基PAC在120 min内对Mn(Ⅱ)的去除率仅有2%左右。但当煤基或椰壳PAC结合Cl_2同时使用时,Mn(Ⅱ)在200、400、800μg/L等初始质量浓度下,通过不同浓度的PAC和Cl_2的投加搭配方案下,在60 min内,Mn(Ⅱ)的最终去除率均能够达到95%以上,而且椰壳PAC除Mn(Ⅱ)效果显著高于煤基PAC。【结论】在实际运用中,通过构建PAC催化Cl_2氧化Mn(Ⅱ)反应体系,能够高效除Mn(Ⅱ),此种方式作为水厂紧急处理手段是可行的。
2026年02期 v.45;No.300 73-80页 [查看摘要][在线阅读][下载 1099K] [下载次数:191 ] |[网刊下载次数:0 ] |[引用频次:0 ] |[阅读次数:2 ] - 孙晨刚;胡靓;郭慧超;王亚楠;
【目的】供水管网是城市关键基础设施,其运行状态与城市功能需求和安全保障紧密关联。城市供水管网具有聚集度高、管龄跨度大、维护环境复杂等特点,越来越多的供水管道在超出设计寿命或存在不同程度损伤的状态下持续运行,成为影响城市公共安全的重要风险因素。现亟需通过系统化流程及科学的方法,提升城市供水管网的运维安全水平。【方法】供水管网安全风险评估方法作为一种前置性风险管控工具,对管网系统中的薄弱环节和高风险区域进行识别、量化与分析,实现了从管道事故的被动响应向风险主动预测与预防的转变。随着城市供水管网基础数据及信息化系统的逐步完善,供水管网安全风险评估应用愈趋成熟。其中,供水管网风险评估经验模型因其对数据完备性要求较低、数据容错能力较强等优势,具备良好的适用性与推广潜力,成为当前供水管网风险评估领域较为常用的模型。文章依据上海市地方标准《城市供水管网安全风险评估技术规范》(DB31/T 1332—2021)(以下简称《规范》),结合上海市区域内管网实际情况及管网客观规律,提出一种具有普适性的管网风险评分标准,对管网安全风险进行量化评估。【结果】以上海市某区域为例进行供水管网运行安全风险案例评估,结果表明:2.11%管线评估结果为Ⅴ级风险(安全),63.19%管线评估结果为Ⅳ级风险(低风险),32.80%管线评估结果为Ⅲ级风险(中风险),1.90%管线评估结果为Ⅱ级风险(高风险)。管网分级情况良好,对供水企业管网运行管理具有指导意义。【结论】基于《规范》提出的管网风险评估标准,可推广应用于不同管网情况的供水区域,有助于供水企业准确掌握供水管网风险分布状态,实施基于风险等级的供水管网分级管理,并配套针对性预防措施。
2026年02期 v.45;No.300 81-88页 [查看摘要][在线阅读][下载 983K] [下载次数:49 ] |[网刊下载次数:0 ] |[引用频次:0 ] |[阅读次数:2 ]
- 崔杰;张波;王荣建;
【目的】餐厨垃圾浆液厌氧消化系统因进料特征复杂、多因素动态耦合,使得其预测与调控具有较大挑战。【方法】为实现工业规模厌氧反应过程的精准管理与优化,本文收集2019年—2023年上海某工业规模厌氧反应器运行数据,分别利用随机森林、梯度提升、K邻近回归与人工神经网络(ANN)建立产气预测模型,并通过沙普利加和解释(SHAP)算法量化各输入变量对产甲烷效率的贡献与抑制作用。【结果】梯度提升模型在测试集中R~2最高,均方误差(MSE)与平均绝对误差(MAE)最低,预测精度与稳健性优于K邻近回归、随机森林以及ANN模型。结合最优模型的SHAP分析发现:进水化学需氧量(COD)较高时易引发酸化失稳;氨氮质量浓度约1 500 mg/L时有利于微生物活性,但过高则抑制产气;pH值低于6.2时,产气效率显著下降。【结论】可解释性机器学习方法可有效提升沼气产量预测的准确性,并帮助快速定位与调控核心影响因素,实现对餐厨垃圾厌氧消化系统的精准管理与持续优化,对其规模化推广具有重要意义。
2026年02期 v.45;No.300 89-100+119页 [查看摘要][在线阅读][下载 2055K] [下载次数:64 ] |[网刊下载次数:0 ] |[引用频次:0 ] |[阅读次数:2 ] - 吴磊;殷建文;魏强;张震芳;吴钰哲;杨忠启;
【目的】为探究泥膜复合移动床生物膜反应器(MBBR)工艺在污水处理厂提标改造中的实际应用效果,针对长三角某设计处理规模为20万m~3/d污水处理厂的实际效果进行研究。【方法】本文分析了悬浮载体投加对于生化系统脱氮性能的改善效果,研究了泥膜复合系统中泥膜两相硝化性能差异、MBBR区分级和载体投加区域对于硝化性能的影响。【结果】在泥膜系统中,生物膜硝化菌相对丰度最大可达6.66%,是同系统活性污泥的6.34倍,保障了水力停留时间(HRT)缩短46.5%情况下的稳定达标;悬浮载体投加区域与运行环境对生物膜硝化性能影响较大,采用两级投加时,受氨氮浓度的影响,一级生物膜的硝化能力是二级的1.2倍;投加于不同区域时,受有机物浓度的影响,好氧区前段生物膜的硝化能力降低67.63%。【结论】泥膜复合MBBR工艺显著强化了系统的脱氮能力,但受到投加区域、分级等多种因素的影响,需进行合理的设计,保障宏观效果的发挥。
2026年02期 v.45;No.300 101-108页 [查看摘要][在线阅读][下载 1527K] [下载次数:122 ] |[网刊下载次数:0 ] |[引用频次:0 ] |[阅读次数:10 ] - 高卫民;曹伟;张哲;王少鹏;王恩鹏;
【目的】水热碳化是一种新型的污泥减量化和相关产品增值技术,催化剂对提高污泥水热碳化反应速率和处理效果具有重要意义。【方法】分析污泥泥性和组成,以硫酸和草酸作为催化剂,研究催化剂质量分数为1%、2%、3%和4%对污泥水热碳化处理效果,污泥水热碳化产生滤液和生物炭,分别分析滤液的pH、体积及水质参数,生物炭的热力参数、元素组成、重金属等参数变化,并采用扫描电子显微镜(SEM)扫描仪、Brunauer-Emmett-Teller(BET)比表面积及孔径分析仪和热重-差示扫描量热联用(TG-DSC)分析污泥及生物炭的结构性能。【结果】污泥经水热碳化处理脱水性能提升,硫酸催化活性较草酸催化活性高。随着催化剂用量的增加,水热碳化滤液pH呈下降趋势,滤液体积增加,化学需氧量(COD)、氨氮和磷酸盐浓度增大,总氮浓度先降低后增大;水热碳化产生的生物炭有机质和热值有所下降,生物炭的C、H、O、N的含量下降,C/H和C/O上升;N+P+K的含量下降,重金属稳定化;SEM表征证实生物炭呈多孔结构,比表面积增加,TG-DSC出现双峰。生物炭既是较好的生物质燃料也符合土地利用的相关标准。【结论】综合考虑催化剂成本和效果,硫酸催化效果较草酸好,当催化剂用量为2%时,硫酸催化生物炭的比表面积较草酸催化生物炭的比表面积提高14%。需要注意的是硫酸的使用会提高生物炭硫含量。
2026年02期 v.45;No.300 109-119页 [查看摘要][在线阅读][下载 2054K] [下载次数:37 ] |[网刊下载次数:0 ] |[引用频次:0 ] |[阅读次数:1 ] - 陈志华;关世鑫;汤鸿健;莫小堂;潘振东;
【目的】目前我国在农村生活污水治理工作方面已经取得了很大的提高与成效,但也不可避免存在许多问题,其中我国农村大量建成的单一厌氧池普遍存在氨氮去除率低的问题。【方法】对此,本文以增城区某农污站点为试点,将厌氧池改造为厌氧-好氧(AO)工艺并进行处理效果及经济分析。【结果】改造后出水氨氮的平均去除率由13.64%的提高至67.00%;化学需氧量(COD)平均去除率由63.14%提高至82.28%;悬浮物(SS)平均去除率由60.69%提升至76.15%;总磷及总氮去除率也分别达到了93.89%及77.50%,解决了该站点原来出水长期不达标的问题,并且运行一段时间后也能保持较高的处理效能。同时经过提升方案比选发现,本文中选择的现状改造方案同时具有改造以及运行费用低的优势,整个工艺升级改造费用合计为20 400.25元,预计后期站点运维费用每月为2 068元,远低于直接加装厌氧-缺氧-好氧(AAO)及膜生物反应器(MBR)工艺。【结论】国内针对农村范围内单一厌氧池进行经济可行的简易改造的研究及工程案例较少,本文的改造方法可为其他地区厌氧池出水不达标问题提供有效的改造依据。
2026年02期 v.45;No.300 120-126+135页 [查看摘要][在线阅读][下载 1807K] [下载次数:46 ] |[网刊下载次数:0 ] |[引用频次:0 ] |[阅读次数:2 ] - 丁亮;
【目的】浙江省某污水处理厂目前以乙酸钠作为碳源,为了节省运行成本,亟待选择性价比高的替代碳源。【方法】本文选择安全性好、成本低的5种复合碳源作为小试样品同乙酸钠进行小试试验,筛选出最适合污水处理厂微生物的复合碳源样品,通过在生化池开展复合碳源与乙酸钠的对比投加工程应用试验,主要从碳源投加量、对水质指标的影响、污泥浓度变化和经济效能等方面分析,评价筛选出的复合碳源实际应用效果。【结果】小试试验3号碳源的脱氮效果优于其他碳源,选择其进行工程应用试验;工程应用试验中,在进水水质稳定,出水水质达标的情况下,复合碳源较乙酸钠少投加22.12 kg/km~3;投加了乙酸钠的1号生化处理线平均出水总氮、化学需氧量(COD)、氨氮、总磷质量浓度和pH值分别为6.51、17.08、0.11、0.24 mg/L和7.46,投加了复合碳源的2号生化处理线平均出水总氮、COD、氨氮、总磷质量浓度和pH值分别为6.38、17.31、0.11、0.25 mg/L和7.48;2号生化处理线混合液悬浮固体(MLSS)和混合液挥发性悬浮固体(MLVSS)均略低于1号生化处理线;经过计算,吨水消耗复合碳源较乙酸钠节省费用42%。【结论】复合碳源在不影响出水水质的情况下完全可以替代乙酸钠,并且投加量更低,生物利用率更好,不增加生化池污泥浓度,在成本方面更有优势,具有良好的应用前景。
2026年02期 v.45;No.300 127-135页 [查看摘要][在线阅读][下载 1658K] [下载次数:86 ] |[网刊下载次数:0 ] |[引用频次:0 ] |[阅读次数:3 ]