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给水排水 2022年第1期48卷 172-178页

作者：巫寅虎陈根强陈卓梁思懿金焱徐平胡洪营清华大学环境学院环境模拟与污染控制国家重点联合实验室国家环境保护环境微生物利用与安全控制重点实验室北京100084 环境前沿技术北京实验室北京100084 中冶京诚工程技术有限公司北京100176 沃顿科技股份有限公司贵阳5TO018 清华苏州环境创新研究院苏州215163

面对世界各地日益增长的再生水反渗透处理研究、实践和发展需求,国际标准化组织(ISO)于2020年12月发布了再生水反渗透处理领域的首个国际标准——ISO《再生水反渗透处理系统设计指南》(ISO 23070:2020)。标准以保障再生水反渗透处理系... 详细信息

面对世界各地日益增长的再生水反渗透处理研究、实践和发展需求,国际标准化组织(ISO)于2020年12月发布了再生水反渗透处理领域的首个国际标准——ISO《再生水反渗透处理系统设计指南》(ISO 23070:2020)。标准以保障再生水反渗透处理系统的安全性、稳定性和经济性为原则,针对再生水水质特征,提出了相应的水质设计指标体系,阐释了预处理单元、反渗透单元、加药单元、运行监控单元等关键环节的设计原则、方法和要求,强调了反渗膜完整性检测和反渗透浓水处理的重要性。

关键词：再生水反渗透水质设计指标反渗透浓水膜完整性检测国际标准

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系统工程视野下的再生水饮用回用安全保障体系构建

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环境科学研究 2018年第7期31卷 1163-1173页

作者：胡洪营杜烨吴乾元陈卓杨宏伟陆韻李魁晓清华大学环境学院环境模拟与污染控制国家重点联合实验室北京100084 清华-伯克利深圳学院深圳环境科学与新能源技术工程实验室广东深圳518055 清华大学深圳研究生院国家环境保护环境微生物利用与安全控制重点实验室广东深圳518055 北京城市排水集团有限责任公司科技研发中心北京100022

再生水是就地可取、稳定可靠的城市第二水源.再生水饮用回用(补充水源)技术经济性可行,是解决城市缺水问题的重要途径和构建可持续水循环系统的重要组成部分.作为具有复杂系统特征的非传统供水工程,再生水饮用回用的关键是保障水质安全... 详细信息

再生水是就地可取、稳定可靠的城市第二水源.再生水饮用回用(补充水源)技术经济性可行,是解决城市缺水问题的重要途径和构建可持续水循环系统的重要组成部分.作为具有复杂系统特征的非传统供水工程,再生水饮用回用的关键是保障水质安全稳定和系统可靠高效运行,因此需要构建包括水质安全管理、健康风险评价和多重屏障工程措施在内的安全保障体系.水质安全管理方面需建设包括制订科学的饮用回用水质标准和再生水处理工艺要求,建立针对再生水处理工艺和饮用回用全系统的危害分析关键控制点管理(HACCP)体系,并加强水质安全监管和认证.健康风险评价方面需开展全方位、统筹性和持续性的化学污染物和微生物风险评价方法.工程措施方面需建设包括源头控制、再生水厂净化、环境缓冲和饮用水厂净化在内的多重屏障系统,以确保水质安全.在多重屏障系统中,再生水厂是保障饮用回用水质安全的核心环节,"反渗透-高级氧化"和"臭氧-生物活性炭"是再生水处理的可行工艺.今后需深入、持续开展新兴高风险污染物控制技术、再生水环境储存和饮用回用模式等方面的研究.

关键词：再生水饮用回用再生水补充水源危害分析关键控制点(HACCP) 多重屏障系统再生水处理工艺

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城市污水中新兴微量有机污染物控制目标与再生处理技术

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环境科学研究 2021年第7期34卷 1672-1678页

作者：王文龙吴乾元杜烨黄南陆韻魏东斌胡洪营清华大学深圳国际研究生院国家环境保护环境微生物利用与安全控制重点实验室广东深圳518055 四川大学建筑与环境学院四川成都610000 清华大学环境学院环境模拟与污染控制国家重点联合实验室北京100084 中国科学院生态环境研究中心北京100085 清华-伯克利深圳学院深圳环境科学与新能源技术工程实验室广东深圳518055

城市污水再生利用是缓解城市缺水问题和改善城市水环境质量的重要方法,其前提是水质安全保障.城市污水中近年来不断检出新兴微量有机污染物(trace organic contaminants,TOrCs),如抗生素、全氟化合物、雌激素等,是再生水水质安全的重要... 详细信息

城市污水再生利用是缓解城市缺水问题和改善城市水环境质量的重要方法,其前提是水质安全保障.城市污水中近年来不断检出新兴微量有机污染物(trace organic contaminants,TOrCs),如抗生素、全氟化合物、雌激素等,是再生水水质安全的重要威胁.针对城市污水再生深度处理需明确新兴TOrCs控制目标和处理技术的需求,系统比较了欧盟、美国、澳大利亚等再生水利用先行国家和地区在TOrCs控制目标、指南、规范、技术与工艺管理等方面的研究和实践进展.结果表明,由于TOrCs浓度低且种类多,TOrCs被分为高风险TOrCs和指示性TOrCs.美国加州地区和澳大利亚根据风险水平和检出水平分别提出了高风险TOrCs和指示性TOrCs种类清单和浓度限值,然而该清单中的TOrCs种类和浓度限值尚未列入强制标准或规范.针对再生水TOrCs风险控制需求,瑞士、美国加州等提出了多级屏障再生水处理工艺.瑞士提出,城市污水深度处理对卡马西平等药品类TOrCs去除率应大于80%,美国加州规定补充饮用水源的再生水深度处理应去除69%以上的1,4-二恶烷.此外,TOrCs控制高度依赖重源头控污(工业废水阻断)、单元协同、在线监控反馈与实时优化等全流程安全保障措施.随着我国再生水用量持续增加,用途不断拓展,亟需制定针对性强、现实可行的TOrCs控制指南和规范,包括明确高风险和指示性TOrCs,推动多级屏障再生水深度处理工艺,以TOrCs去除率为深度处理目标.

关键词：微量有机污染物城市污水再生水控制目标处理技术

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双波长紫外线(VUV UV)对有机污染物强化去除特性与原理

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环境科学研究 2021年第6期34卷 1397-1406页

作者：邵婉婷王文龙杜烨吴乾元何志明付志敏胡洪营清华大学环境学院环境模拟与污染控制国家重点联合实验室北京100084 清华大学深圳国际研究生院国家环境保护环境微生物利用与安全控制重点实验室广东深圳518055 清华-伯克利深圳学院深圳环境科学与新能源技术工程实验室广东深圳518055 广东省佛山市柯维光电股份有限公司广东佛山528518

随着高透石英管壁、汞齐合金和供电电流技术的发展,可同时发射185 nm VUV(Vacuum UV,真空紫外线)和254 nm UV的双波长紫外线新型光源在水处理领域受到广泛关注. VUV/UV可直接活化水分子生成强氧化性自由基和次生氧化剂H2O2等,强化水中... 详细信息

随着高透石英管壁、汞齐合金和供电电流技术的发展,可同时发射185 nm VUV(Vacuum UV,真空紫外线)和254 nm UV的双波长紫外线新型光源在水处理领域受到广泛关注. VUV/UV可直接活化水分子生成强氧化性自由基和次生氧化剂H2O2等,强化水中有机污染物的去除,是一种绿色环保的高级氧化技术,近年来在饮用水和污水再生处理、超纯水制备领域备受关注.为掌握双波长紫外线的最新进展和发展趋势,该文系统说明了VUV/UV高级氧化的原理,总结了典型VUV/UV降解有机污染物的研究,深入讨论了污染物结构及pH、阴离子和溶解性有机物等水质条件对VUV/UV氧化效率的影响规律.结果表明:(1)VUV/UV能直接裂解水分子生成强自由基,也能活化次生氧化剂H2O2间接生成强氧化性自由基;(2)VUV/UV显著强化难降解有机污染物的去除率,去除速率是UV直接光解的2.0~19.3倍;(3)pH影响VUV/UV生成及利用·OH的效率,改变污染物化学形态和降解速率,对水质基质产生影响;(4)硝酸根、碳酸根、卤素等无机阴离子通过竞争吸收紫外线,消耗强氧化性自由基等方式抑制VUV/UV对污染物的降解效率.随着我国在饮用水、污水再生深度处理中对难降解、高风险有机污染物的去除需求不断增加,亟需明确VUV/UV未来的研究方向,包括研究VUV/UV直接/间接氧化机制,优化水力流态和反应器设计等.

关键词：真空紫外线(VUV) 难降解有机污染物再生水深度处理高级氧化

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薄荷提取物对3株微藻生长特性的影响

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环境科学与技术 2017年第10期40卷 19-24页

作者：赵文玉潘维莲王菁晗许雪乔王潇雄 Valerie Teysseyre 胡洪营桂林理工大学广西桂林541000 清华大学环境学院环境模拟与污染控制国家重点联合实验室国家环境保护环境微生物利用与安全控制重点实验室北京100084 清华-伯克利深圳学院环境与新能源技术工程实验室深圳518055 皮尔法伯研究所图卢兹31562

薄荷中含有不同的化感物质,其化感作用可能抑制或促进微藻生长,达到对水华微藻或商业微藻的调控作用。该研究以铜绿微囊藻、蛋白核小球藻和栅藻为受试藻种,探究了薄荷提取物对铜绿微囊藻、蛋白核小球藻和栅藻生长特性的影响。发现薄荷... 详细信息

薄荷中含有不同的化感物质,其化感作用可能抑制或促进微藻生长,达到对水华微藻或商业微藻的调控作用。该研究以铜绿微囊藻、蛋白核小球藻和栅藻为受试藻种,探究了薄荷提取物对铜绿微囊藻、蛋白核小球藻和栅藻生长特性的影响。发现薄荷提取物对铜绿微囊藻(蓝藻)的生长具有抑制作用,其抑制率最大可达97%,而对蛋白核小球藻和栅藻(均为绿藻)的生长具有一定的促进作用,最大促进率可分别达552%和176%,两株受试绿藻的干重最大增加0.60 g/L和0.62 g/L。可见,薄荷提取物对不同藻种的生长特性影响不同,通过添加薄荷提取物控制微藻生长,达到对不同藻种的调控作用。

关键词：薄荷提取物水华铜绿微囊藻栅藻蛋白核小球藻化感作用化感物质

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西南丘陵城市泸州中心区城市污水处理厂用电量和药剂投加量特征

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环境工程学报 2023年第8期17卷 2449-2457,F0002页

作者：秦元初王文龙吴乾元陈卓巫寅虎贾海峰刘方华王方胡洪营清华大学深圳国际研究生院国家环境保护环境微生物利用与安全控制重点实验室广东省城市水循环与环境安全工程中心深圳518055 清华大学环境学院环境模拟与污染控制国家重点联合实验室环境前沿技术北京实验室北京100084 泸州市住房和城乡建设局泸州646000 泸州市园林绿化服务中心泸州646000

用电量和药剂投加量是城市污水处理厂运行的主要成本,也是污水处理厂减污降碳的重要环节。西南丘陵城市具有地势落差大、雨污收集速度快、地下水渗入率较高等显著区域特征,但其城市污水处理中的电力和药剂使用量和使用效率仍不清楚。分... 详细信息

用电量和药剂投加量是城市污水处理厂运行的主要成本,也是污水处理厂减污降碳的重要环节。西南丘陵城市具有地势落差大、雨污收集速度快、地下水渗入率较高等显著区域特征,但其城市污水处理中的电力和药剂使用量和使用效率仍不清楚。分析了西南丘陵城市泸州中心区5座城市污水处理厂电力、混凝剂和碳源的使用量和使用效率。研究发现,电力和药剂使用量具有显著的季节特征,夏季降雨较多时的用电量和药剂用量较高。泸州市中心城区污水处理厂的单位处理水量的用电量为0.28~0.46 kW·h·m^(-3),位于全国28%~66%;单位总磷去除量的混凝剂用量为25.11~53.57 mg·mg^(-1),单位总氮去除量的碳源(折合COD计)投加量为0.60~4.88 g·g^(-1),位于全国44%~95%。泸州中心区城市污水处理厂的电力使用效率较高,但碳源使用效率较低,脱氮工艺和操作仍有待优化。本研究可为长江上游地区丘陵城市污水处理厂的优化运行管理和节能降耗工作提供参考。

关键词：泸州市城市污水处理厂用电量混凝剂碳源

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基于水华风险控制的再生水景观水体水力停留时间阈值研究

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环境工程 2023年第1期41卷 189-194页

作者：宋可颖孙瑞泽刀国华陆韻巫寅虎陈卓胡洪营清华大学环境学院环境模拟与污染控制国家重点联合实验室国家环境保护环境微生物利用与安全控制重点实验室北京100084 环境前沿技术北京实验室北京100084 昆明理工大学环境科学与工程学院昆明650500 清华大学苏州环境创新研究院江苏苏州215163

再生水景观利用是解决城市景观用水短缺的有效途径之一。但较高氮磷浓度的再生水进入流动性较差的景观水体中极易发生水华现象。在现有再生水排放标准下,水力停留时间的调控是控制景观水体中微藻生物量的有效手段。根据微藻生长模型和... 详细信息

再生水景观利用是解决城市景观用水短缺的有效途径之一。但较高氮磷浓度的再生水进入流动性较差的景观水体中极易发生水华现象。在现有再生水排放标准下,水力停留时间的调控是控制景观水体中微藻生物量的有效手段。根据微藻生长模型和水质动力学模型,提出了基于水力停留时间调控的景观水体水华控制方法及其阈值确定方法。通过计算,得到再生水氮、磷浓度执行GB 18918—2002《城镇污水处理厂污染物排放标准》A标准(总氮15 mg/L,总磷0.5 mg/L)对应的水力停留时间阈值为2.477 d;执行DB11/890—2012北京市《城镇污水处理厂水污染物排放标准》A(总氮10 mg/L,总磷0.2 mg/L)对应的水力停留时间阈值为5.034 d;执行昆明市地方标准DB5301/T43—2020《城镇污水处理厂主要污染物排放限值》A级(总氮5 mg/L,总磷0.05 mg/L)对应的水力停留时间阈值为21.659 d,B级(总氮10 mg/L,总磷0.3 mg/L)对应的水力停留时间阈值为3.783 d,C级(总氮15 mg/L,总磷0.4 mg/L)对应的水力停留时间阈值为2.811 d;执行91/271/ZEC《欧盟城市污水处理指令》(总氮15 mg/L,总磷2 mg/L)对应的水力停留时间阈值为1.476 d。控制景观水体的水力停留时间小于对应的阈值,便可有效控制景观水体水华的暴发。

关键词：再生水水华风险控制水力停留时间阈值混合藻

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日本污水处理与再生利用现状分析

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环境工程 2023年第3期41卷 237-242页

作者：陆慧闽陈卓倪欣业巫寅虎胡洪营清华苏州环境创新研究院江苏苏州215163 清华大学环境学院环境模拟与污染控制国家重点联合实验室国家环境保护环境微生物利用与安全控制重点实验室环境前沿技术北京实验室北京100084 中国城市规划设计研究院北京100044

对日本水资源赋存状况、供水用水状况和污水处理与再生利用状况进行了系统梳理和分析。日本水资源总体较为充沛,但关东沿海、北九州和东海等地区严重缺水。近年来(2014—2018年)日本年人均综合用水量稳定在630 m^(3)左右,约是中国的1.5... 详细信息

对日本水资源赋存状况、供水用水状况和污水处理与再生利用状况进行了系统梳理和分析。日本水资源总体较为充沛,但关东沿海、北九州和东海等地区严重缺水。近年来(2014—2018年)日本年人均综合用水量稳定在630 m^(3)左右,约是中国的1.5倍;2018年,全国年污水处理总量约为146.4亿m^(3),平均污水处理成本为143.3日元/m^(3)。日本的再生水利用总量约为2亿m^(3)/a,再生水利用率约为1.5%。大型城市如东京等城市集中式再生水利用率为3.2%,显著高于全国平均水平。日本的再生水利用途径广泛,再生水分类统计工作细致且全面,针对冲厕、景观环境、融雪等9种用途进行分别统计可知:再生水的主要用途为补充地表水用水、观赏性景观环境用水和融雪用水,约占再生水利用总量的78.0%。日本在污水处理与再生利用信息统计、收集、分类等方面的经验和方法可为我国再生水利用规范化管理和发展提供重要参考。

关键词：日本污水处理再生水利用水资源短缺发展历程

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中国电子级超纯水自主化制备关键难题与解决思路

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工业水处理 2023年第6期43卷 1-6页

作者：蔡涵颖王文龙吴乾元熊江磊巫寅虎黄南王琦胡洪营清华-伯克利深圳学院深圳环境科学与新能源技术工程实验室广东深圳518055 清华大学深圳国际研究生院国家环境保护环境微生物利用与安全控制重点实验室广东省城市水循环与环境安全工程中心广东深圳518055 中国电子系统工程第二建设有限公司江苏无锡214135 清华大学环境学院环境模拟与污染控制国家重点联合实验室环境前沿技术北京实验室北京100084

电子级超纯水(Ultrapure water,UPW)是电子行业的基础性生产资料,需求量大且对水质要求极高[电阻率>18.2 MΩ·cm,TOC<5μg/L(以C计)]。随着中国电子行业自主化发展的要求,电子级超纯水需求量将持续增加,水质要求也将日趋严... 详细信息

电子级超纯水(Ultrapure water,UPW)是电子行业的基础性生产资料,需求量大且对水质要求极高[电阻率>18.2 MΩ·cm,TOC<5μg/L(以C计)]。随着中国电子行业自主化发展的要求,电子级超纯水需求量将持续增加,水质要求也将日趋严格。然而,中国在电子级超纯水制备领域面临3大关键难题:(1)关键材料设备与技术工艺被国外厂商垄断;(2)水质标准体系与检测能力全面落后;(3)电子级超纯水的多样化供水水源导致反渗透产水中电中性小分子有机物浓度升高且组分更复杂,加剧了电子级超纯水的制备难度。为此,提出应加快国产核心材料设备与关键技术工艺的研发、试验与应用工作,建立水质指标先进标准体系及领先检测方法和平台,开发新型超高标准技术设备与工艺,以实现多样化水源生产的3条解决思路,支撑中国电子级超纯水自主化制备。

关键词：电子制造超纯水自主化制备超高标准处理

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基于反渗透工艺的经济开发区污水再生利用体系建设案例分析

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给水排水 2014年第7期40卷 32-35页

作者：汤芳蔡雳黄晶晶管运涛胡洪营清华大学环境学院环境模拟与污染控制国家重点联合实验室北京100084 清华大学深圳研究生院国家环境保护环境微生物利用与安全控制重点实验室深圳518055 北京经济技术开发区管理委员会北京100176 中国电力工程顾问集团公司北京100120

详细解析了北京市经济技术开发区污水再生利用模式,分别从集中供应与分散供应的选择、处理工艺选择和水源选择等方面进行了讨论。北京市经济技术开发区采用集中供应方式;再生水主要用途为电子类工业企业的生产工艺用水,故选择微滤(MF)... 详细信息

详细解析了北京市经济技术开发区污水再生利用模式,分别从集中供应与分散供应的选择、处理工艺选择和水源选择等方面进行了讨论。北京市经济技术开发区采用集中供应方式;再生水主要用途为电子类工业企业的生产工艺用水,故选择微滤(MF)—反渗透(RO)工艺,用于生产高质量再生水;已建城区的城市污水处理厂二级出水被应用于MF—RO工艺的水源,而非本开发区内部的污水水源,这样可以保证水质水量稳定。目前该开发区污水再生利用体系运转良好。

关键词：污水再生利用再生水经济技术开发区微滤反渗透水源选择

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