基于“人工智能”驱动的农村生活污水系统治理专栏序言

伴随流域水污染控制与治理工作的深入,农村分散生活污水治理逐渐成为制约流域水环境改善的关键.同时,农村生活污水治理是人居环境提升、美丽乡村建设以及乡村振兴战略实施的集中体现,事关广大农村居民的切身利益.本专栏是国家水专项“分散污水治理课题”团队近年来科研成果的总结,从污水治理的全生命周期角度出发,尝试通过人工智能赋能治理模式决策、“菜单式”工艺组合、设施运维与监管、长效管理等4个方面对研究和实践进行了梳理总结,构建基于人工智能驱动的农村生活污水治理决策支持系统,以期为北运河流域以及其他区域农村生活污水治理提供科技支撑.     

农村污水处理强化ABR污泥流变及微生物种群特性研究

研究了强化厌氧折流板反应器（强化ABR）在稳定运行期对农村污水的处理效果以及反应器不同格室内污泥的表观形态、流变及微生物种群特性.结果表明：强化ABR对进水COD的平均去除率达81.05%,其中第1、2格室对进水COD去除起主要作用.反应器不同格室内污泥表观形态存在一定差异,第1、2格室污泥表面微生物以球菌和杆菌为主,第3、4格室则以丝状菌为主;不同格室内污泥剪切应力随剪切速率呈指数增加趋势,而黏度则随着剪切速率的增加而减小,且逐渐趋近一定值.反应器不同格室内的优势细菌以水解、酸化菌为主,而优势古细菌以乙酸型产甲烷菌和氢营养型产甲烷菌为主,优势细菌和古细菌在不同格室内的分布均存在一定差异.研究结果可为强化ABR在农村污水处理中的应用提供科学依据.     

基于德尔菲法和情景分析的北京市农村生活污水处理工艺优选

针对农村生活污水处理工艺多样、适应性差、决策难等问题,在系统分析北京市农村生活污水处理工艺的基础上,结合情景分析法和德尔菲法等方法,优选农村生活污水处理工艺.研究结果表明,北京市农村生活污水采用单村或联村的治理模式,处理规模集中在50（含）～500m³·d^-1,处理工艺以MBR、AO+MBR、A²O+MBR以及人工湿地等为主,逐渐由单元生物工艺向组合工艺转变、且生态工艺得到更多应用.依据处理规模和排放标准,推荐预处理+生物/生态处理、预处理+生物/生态处理+物化处理、预处理+生物处理+生态处理+物化处理等组合工艺分别适用北京市农村生活污水处理三级排放标准、二级排放标准和一级排放标准,为农村生活污水治理工作的稳步推进提供技术支撑.     

基于层次分析-灰色评价法的北京市农村污水处理技术评估

以北京市农村污水处理设施常见的6种农村污水处理技术作为评估对象,建立了包括处理效果、经济成本、环境影响和运行管理4个准则层、12个评估指标的北京市农村污水处理技术评估体系.基于不同农村污水处理设施出水分类排放要求,利用层次分析-灰色评价法对北京市6种典型农村污水处理技术在不同应用情景下进行了分类评估,得到了北京市不同污水产生和排放情景下的农村污水处理适宜技术.层次分析-灰色评价法适用于多目标的北京市农村污水处理技术决策评估,具有较好的可行性.     

电化学法用于微污染水脱氮处理实验

采用电化学方法,以轻度污染的温榆河河水为研究对象,考察了电化学方法对微污染地表水中氨氮的去除效果,探讨极板间距、反应时间以及板间电压对氨氮去除的影响。研究表明:反应时间为10min,板间距为1.0cm,板间电压为11V时,该方法对去除微污染水中氨氮有较好的处理效果,对氨氮的去除由原水的8～36mg/L降至2.4～11mg/L,去除率能达到70%以上,同时总氮的去除与氨氮去除呈现良好的相关性。     

不同入河排水口降雨径流污染特征识别

为明确降雨径流对受纳水体的影响,本文以萧太后河径流入河排水口为研究对象,通过原位监测降雨量、径流量和径流水质的方式,初步揭示不同人河排水口降雨径流污染特征.研究结果表明,首闸合流制溢流口、台湖路边沟和前营村分别在累计降雨12、5.0和3.2 mm及分别晚于降雨2.0、1.5和13 h时开始产流,TP、NH3-N、COD...     

多相催化臭氧氧化-纳滤工艺污水深度净化研究

以高吸附性能的活性炭纤维作为催化反应载体,建立了多相催化臭氧氧化-纳滤组合工艺,研究其对污水深度净化效果及其机理。结果表明,由于活性炭纤维的催化作用,显著提高了催化臭氧氧化反应效率,催化臭氧氧化单元单独运行5 h后对紫外吸收值(UVA254)和总有机碳(TOC)的去除率分别为68.2%和32.3%。组合工艺运行5 h后出水UVA254和TOC的去除率分别为98.7%和89.5%,对3类典型内分泌干扰物(如双酚A、萘及苯并[a]芘等)的去除率高达90%以上,均高于单独纳滤工艺的去除率。与单独纳滤工艺相比,单独运行5 h后纳滤膜通量下降23.8%,而组合工艺膜通量仅下降14.6%,体现了组合工艺具有改善出水水质和提高产水能力等多方面先进性。     

北京城市副中心新建景观水体的水生态环境变化规律

为研究新建景观水体水生态环境变化过程,以北京城市副中心镜河为研究对象,对2018—2020年河流水生态系统开展跟踪监测分析. 结果表明:①在水源变化和水动力条件影响下,与通水初期相比,水质指标中总磷浓度、高锰酸盐指数增加了2倍,叶绿素a浓度增加了约4倍,浮游植物密度增加3倍,与此同时透明度下降63.79%,水体转变为藻型浊水态;②底栖动物多样性指数(Shannon-Wiener指数)由0.26增至0.64,鱼类种类由0增至14种,大型水生植物覆盖度由6%增至40%. 研究显示,通过自然恢复与人工干预的共同作用,镜河水生态健康水平由不健康演变为亚健康,但富营养化是制约水体继续向好发展的主要因素. 研究成果可为新建河流的景观设计和生态修复提供科学依据.      

农村污水设施车载式剩余污泥脱水技术与设备研究

日益增长的农村污水设施剩余污泥已成为农村污水治理工作开展面临的新难题,农村剩余污泥适合采用多台污水设施共用车载式剩余污泥脱水设备进行脱水后收运集中处理,而农村道路的宽度和限高以及污水设施与道路间的距离等是主要的限制因素,因此急需研发适合农村作业环境的小型车载式剩余污泥脱水关键技术与设备.本研究的车载式剩余污泥脱水通过主要脱水设备负压运行方式,有效减小设备的尺寸,设备外观尺寸为5.995 m×1.905 m×2.56 m,吸污管道50 m.结果表明：可适应农村的作业环境,满足90%以上的农村小型污水处理设施使用.该设备行驶油耗7.2 L·h^-1,工作油耗1.88 L·h^-1;脱水后的污泥含水率80%左右.模拟案例表明,车载式剩余污泥脱水设备脱水收运方式比不脱水直接收运方式每台户用小型设施每年可节省污泥收运费103.3元,在一个安装了4400台小型污水设施的农村区域,每年可节省污泥收运费约45.5万元.     

Kinetics and mechanisms of enhanced ammonia abatement under synchronous process of electrochemistry and adsorption

Environmental Science and Pollution Research - As a kind of common nitrogen pollutants, ammonia seriously pollutes water and soil environments and threatens human health. The treatment of water...