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2026年第3期《净水技术》前沿速览:低碳技术、智慧监测与新材料共绘水处理新蓝图

2026年第3期《净水技术》以“水处理低碳技术与能源回收”为专题核心,围绕碳达峰碳中和战略目标,集中展现了一批兼具前瞻性与实用性的创新成果。本期文章横跨饮用水安全保障、污水处理降碳、智慧监测评估、新污染物治理及新材料研发等多个专业领域,呈现出技术集成化、评估精准化、材料功能化、工艺低碳化的鲜明特点。



一、低碳技术与碳核算:从测算方法到工程实践的系统创新

本期“水处理低碳技术与能源回收”专题是最大亮点,多篇文章聚焦于碳足迹的精准测算与减碳路径的实际验证。


1. 碳足迹本地化测算技术实现突破


《基于动态因子库与实时数据融合的水处理系统碳足迹本地化测算技术》构建了“动态因子库-实时数据流-生命周期模型”三位一体的本地化动态测算方法。以上海某20万m³/d污水厂为例,该方法测得2024上半年总碳排放18450吨CO₂-eq、强度0.51 kg CO₂-eq/m³,较传统静态法显著降低估算偏差,并识别出曝气优化等三项关键减排措施,预计年减排13.8%。这一创新克服了传统核算静态滞后与本地化缺陷,为水务行业从宏观合规向微观实时优化管理转型提供了可行技术方案。


2. 规划设计阶段的碳评估前置化

《规划设计阶段污水厂不同建设方案碳排放测算与对比》开创性地在设计阶段即进行碳排放评估。对比两种规划方案发现,碳排放强度差异(方案1为0.563,方案2为0.550 kg CO₂-eq/m³)主要受污泥处置方式、排放标准、厂区位置及绿化碳补偿影响。研究明确建议:在规划设计阶段应重点考量不同出水标准与工艺路线的碳排放差异,优化污水处理厂与污泥处理厂的协同布局。

3. 减污降碳协同评估方法体系建立


《污水处理厂减污降碳协同控制技术评估方法与应用》构建了以减污降碳协同增效为目标的系统评估方法。研究结合GPS-X工艺建模与协同控制坐标系-Ea/G法,对6项措施进行定性与定量评估,发现精确曝气技术综合效果最佳。在苏州某厂应用中,该技术使吨水电耗降低3.7%、TN去除率提升1.4%、COD去除率提升0.74%,评估结果位于协同控制坐标系第一象限且Ea/G<1,验证了方法的可行性与实用性。


4. IUS方法推动水务行业碳中和


《“碳中和”目标下IUS方法在水务行业中的融合应用》探讨了工业-城市共生关系(IUS)方法在我国水务行业的应用潜力。该方法通过结构化技术目录、参数化混合投入产出模型和多维评估体系,能够识别跨部门协同效应、提升资源循环效率。研究同时指出本地化应用受地域差异、标准体系缺失、数据壁垒及复合型人才短缺制约,建议加强跨部门协作、完善数据共享与标准建设。



二、饮用水安全保障:精准除碘与先进检测技术

1. 预氧化-粉末活性炭耦合工艺高效除碘


针对高碘水引发的健康风险及消毒副产物问题,《预氧化-粉末活性炭耦合工艺对水中碘离子的去除机制与效能》构建了以“一氯胺适度预氧化-粉末活性炭吸附”为核心的耦合工艺。研究显示,在优化条件下60分钟可达86.4%的碘离子去除率,腐植酸存在时仍保持83.6%,并可削减70%~86%的碘代甲烷生成潜能。该工艺药剂成本低、适应性强,建议在高碘饮用水及应急水质保障场景中推广应用。


2. 多特征选择方法赋能新污染物预测


《基于多特征选择方法的BiLSTM-GRU融合模型在典型新污染物预测中的模拟对比》针对磺胺类抗生素与嗅味物质等低浓度、时序波动大的新污染物,构建了BiLSTM-GRU融合模型。研究发现,格兰杰因果检验法筛选的12项特征能最大程度保留关键关联,使模型对2-MIB、GSM、SMZ、SCP的R²分别达0.941、0.935、0.893、0.916,显著优于全特征输入。建议将该方法作为新污染物预测的最优特征选择策略,为高级氧化工艺动态调控提供精准靶点。


3. 酚类化合物检测与去除技术并进

《在线固相萃取-超高效液相色谱-紫外法同时测定水中的3种氯酚类化合物》建立了仅需5mL样品、15分钟内即可完成的快速检测方法,固相萃取柱可重复使用,兼具低成本与环境友好优势,建议应用于水源水新污染物及消毒副产物的快速监测。


三、污水处理与资源化:协同去除与精细化控制

1. 诱导共结晶协同去除硬度、铁和锰


《诱导共结晶协同去除地下水中硬度、铁和锰中试试验》采用流化床诱导结晶技术,系统考察了NaOH投加量、晶种投加量、上升负荷及连续运行对去除效果的影响。在最佳工况下可显著降低总硬度并使Ca²⁺达标,但Fe²⁺、Mn²⁺仍超标准。SEM与XRD分析揭示,Ca²⁺通过形成碳酸钙(CaCO₃)去除,而Fe²⁺和Mn²⁺通过共结晶生成四方晶系化合物(Fe₁.₈₈Ca₀.₇₅Mg₀.₂₄Mn₀.₁)Al₂(SiO₄)₃实现去除。系统在25天连续运行中保持稳定,建议作为高效预处理技术在实际应用中通过试验确定最佳控制参数。


2. 基于超声-碱组合技术的污泥趋零排放

《基于超声-碱组合技术的污泥趋零排放AO工艺运行效果》利用超声-碱组合技术破解剩余污泥并回用于缺氧-好氧(AO)工艺。该方法可将TN去除率提升至62.0%,节约46.7%外加碳源,虽致出水COD升高但不显著影响氨氮去除。建议推广该技术在污泥减量与资源化中的应用,同时关注长期运行对污泥活性的影响。


四、智慧水务与监测评估:数据驱动与模型创新

1. 行业知识图谱赋能本科教育创新

本期还创新性地刊发了教育研究论文《基于知识图谱的环境学科课程优化与贯通式培养路径》,提出了以知识图谱为核心进行知识点抽取、图谱构建与冗余诊断的方法,形成了“知识图谱-能力递进-素养融合”三层教学优化模式。建议以知识图谱为工具推动环境学科课程体系从“课程供给逻辑”转向“学习生成逻辑”,为拔尖创新人才培养提供了结构化且可复制的参考框架。

2. 新污染物预测模型智能化


如前所述,BiLSTM-GRU融合模型在新污染物预测中的应用,标志着人工智能与水质监控的深度融合进入新阶段。该方法不仅提升了预测精度,更为低浓度复杂污染物的时序预测提供了可靠的技术参考。



五、前沿综述:污水回用与新污染物管控

本期多篇综述文章为行业发展提供了系统性参考:

  • 人工湿地在污水净化与碳减排中的作用机制与应用进展(202605期上传)系统分析了基质填料、植物和微生物在污水净化中的协同作用,指出通过优化基质、植物配置与运行条件,结合机器学习等新兴技术实现智能调控,可进一步提升净水与碳减排性能。

  • 疏水性低共熔溶剂萃取水中酚类化合物研究进展(202604期上传)综述了HDES作为绿色高效替代方案的应用前景,建议未来结合理论计算与机器学习设计高选择性抗干扰的新型HDES,推动其在酚类废水处理领域的规模化应用。

  • 紫外高级氧化水处理副产物风险及控制研究进展(202604期上传)指出前处理与后处理及优化氧化剂种类、工艺参数可有效控制副产物生成,建议未来重点研发绿色少副产物氧化剂。


结语:低碳引领、智慧赋能、精准治理

综观2026年第3期《净水技术》,一个清晰的趋势浮出水面:水处理行业正加速从“末端治理”向“绿色低碳与精准防控”转型升级。本期最突出的三大创新点在于:

第一,碳管理从理念走向工具化。动态因子库、设计阶段碳评估、减污降碳协同评估等方法体系的建立,使“双碳”目标在水务行业有了可量化、可操作的落地工具。

第二,AI与数据驱动成为水质保障的“新引擎”。从新污染物预测的BiLSTM-GRU模型,到碳足迹测算的实时数据融合,智能化技术正渗透至水处理的全链条。


第三,工艺创新聚焦于“协同增效”。无论是除碘的预氧化-活性炭耦合、除硬度铁锰的诱导共结晶,还是污泥趋零排放的超声-碱组合,多技术集成正成为解决复杂水质问题的主流范式。

这些创新成果不仅为水处理行业提供了可靠的技术支撑,也为实现“水清岸绿”的美丽中国愿景贡献着科技力量。《净水技术》一如既往地搭建着学术研究与工程实践的桥梁,诚邀广大水业同仁持续关注、踊跃投稿,共同推动中国水处理事业迈向更高质量的发展。


期刊简介

    收录情况

    · 中国科技论文统计源期刊(中国科技核心)

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    · EBSCO数据库收录

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    · 上海市科学技术协会

    主办单位

    · 上海市净水技术学会

    · 上海城市水资源开发利用国家工程中心有限公司

    学术支持

    · 同济大学环境科学与工程学院

    · 上海市政工程设计研究总院(集团)有限公司

    主       编:顾玉亮

    执行主编:阮辰旼

    国内刊号:CN 31-1513/TQ

    国际刊号:ISSN 1009-0177

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