本研究通过大量的文献调研，系统地综述了生物炭复合材料的制备方法及其在废水处理中的应用。梳理和总结了生物炭-纳米复合材料、生物炭-磁性复合材料和生物炭-无机复合材料的制备方法和特点，以及炭复合材料在重金属废水处理、有机工业废水处理中的应用研究进展，并对未来研究发展提出了建议。

聚糖菌（GAOs）作为强化生物除磷（EBPR）系统中重要的微生物组成部分，具有反硝化脱氮的作用，但目前国内外关于GAOs的富集培养及反硝化代谢机理的研究尚不完善。综述了GAOs的种群类型以及反硝化聚糖菌（DGAOs）的代谢机理，着重归纳了碳源、pH、温度等因素对GAOs富集生长的影响，并在此基础上，对GAOs的研究现状及其研究方向进行了总结和展望，以期对GAOs的生理性能及强化生物除磷系统的稳定运行提供理论参考。

结合军团菌存活的条件和中央空调冷却水系统的特点，分析了中央空调冷却水系统中有利于军团菌生长的因素。综述了中央空调冷却水系统中军团菌的控制技术以及国内外在军团菌控制中的标准制订。从控制效果和安全环保等方面总结了目前技术的不足，提出了一种新的军团菌控制途径。

膜生物反应器（MBR）、纳滤（NF）、反渗透（RO）组合膜法对垃圾渗滤液进行浓缩处理是目前垃圾渗滤液的主流处理工艺，文章主要对膜截留浓缩液的处理进行论述，总结了国内外相关的膜截留浓缩液处理工艺，根据现有工艺的优缺点、可操作性和实际生产中的应用状况对不同工艺进行了比较，指出高级氧化与生物处理组合工艺是浓缩液处理领域中一个重要的发展方向。

消毒处理单元的设计对水处理工艺起着至关重要的作用。通过计算流体力学（CFD）设计模拟，可以提高消毒设计的有效性和消毒单元的处理效果。本研究分析了CFD对消毒池流场的模拟以及对池型设计、挡板设置、进出水方式等参数的优化方式，总结了采用CFD方法在消毒效果预测、消毒动力学耦合等方面的应用，并分析了其在紊流模型不确定性和多相流动的不准确性等方面存在的问题。最后，提出了提高设计模拟准确性的建议。

利用SBR反应器，以NO₃^-为电子受体，分别投加乙酸钠、乙醇、甲醇作为电子供体，控制初始C/N为5，考察不同负荷条件下反硝化过程中NO₂^-和N₂O的积累过程。结果表明，不同进水NO₃^-浓度下，3种碳源均有NO₂^-积累且持续至反硝化结束，而且均会出现N₂O的积累和还原过程。与乙酸钠相比，高浓度甲醇具有生物毒性，提供电子速率较低，无法满足亚硝态氮还原酶和氧化亚氮还原酶对电子的需求。以易生物降解有机物作为电子供体，提高其提供电子速率，能有效降低系统N₂O积累并防止其在后续好氧阶段的释放。

通过固定床反应器（FBR）接种Anammox污泥和亚硝化污泥的混合污泥启动CANON工艺。反应器温度控制在32℃，水力停留时间为1 d，初始进水氨氮为50 mg/L。启动第1 d即表现出Anammox活性，历时21 d成功启动了CANON工艺。第23 d起逐渐提升进水负荷，又经过42 d成功将进水氨氮提升至200 mg/L，同时总氮去除率达到91.04%，氨氮转化率达到98.04%。在67~79 d，继续提升负荷过程中出现了失稳现象，通过适当的调控，28 d后将处理效果恢复至失稳前水平。

以高磷废水为处理对象，提出了脱硫废水资源化除磷方案。考察了Mg²⁺浓度、pH、脱硫废水与高磷废水混合体积分数（FPR）和初始磷浓度对除磷效果的影响，结果表明，升高pH有利于除磷，Mg²⁺浓度对除磷效果的影响不大；初始磷浓度越大，脱硫废水除磷效率越高；当初始钙磷比（物质的量比）大于2.0，pH≥10时，磷去除率可维持在95%以上，出水磷质量浓度小于0.5 mg/L。XRD、SEM结果表明，中性条件下，沉淀物主要为CaHPO₄·2H₂O；碱性条件下，沉淀物主要为Ca₃（PO₄）₂·nH₂O，Mg²⁺会掺入晶体相，形成白磷钙石。

分别利用麦秆与厌氧消化后的沼渣为原料制备了麦秆基活性炭和厌氧消化后的麦秆基活性炭，考察其表面形貌以及对亚甲基蓝吸附特性的影响。结果表明，2种活性炭大部分为微孔结构，厌氧消化后的麦秆基活性炭的比表面积与总孔容积均高于麦秆基活性炭。XRD结果表明，2种活性炭中均出现了石墨微晶，但石墨化的程度均很低，主要由无定型碳和少量石墨微晶组成。2种活性炭对亚甲基蓝溶液的吸附动力学表明，厌氧消化后的麦秆基活性炭对亚甲基蓝具有更高的吸附去除效率。

通过溶剂热法制备金属有机骨架材料（MOFs）MIL-101（Fe）和MIL-101（Fe）-NH₂，并通过X射线衍射（XRD）、傅里叶红外光谱（FT-IR）、扫描电镜（SEM）进行表征。以水中的亚硝酸盐氮（NO₂^--N）为目标物，研究2种材料对其的吸附作用。结果表明，2种材料对NO₂^--N的吸附符合准二级动力学和Langmuir等温吸附模型，吸附平衡时间为5 h。由于氨基的存在，MIL-101（Fe）-NH₂的吸附能力略优于MIL-101（Fe）。

以钛酸四丁酯（TBOT）为前驱体、SiO₂为模板，采用溶胶-凝胶法制备了还原氧化石墨烯/二氧化钛双壳空心球纳米复合材料（rGO/TiO₂HS）并通过SEM、XRD、FT-IR对其进行表征。rGO/TiO₂HS纳米复合材料因为rGO与TiO₂的协同作用和独特的双层壳空心球结构，可以抑制光生电子-空穴对的复合、增加比表面积以及提高光利用率，增强了其在紫外光照射下对甲基橙废水的光催化性能，而且具有较好的稳定性。

以硫酸亚铁、硫酸为原料，添加一定量的丙三醇、磷酸二氢钾、硫酸铵，模拟钢铁酸洗废液，并用氯酸钠进行氧化聚合制备聚合硫酸铁。利用制备的各聚合硫酸铁产品按照常规投加量（0.05%~0.2%）投加到混合污水进行处理试验，结合试验结果并参照DB 32/1072—2018《太湖地区城镇污水处理厂及重点工业行业主要水污染物排放限值》，建议钢铁酸洗废液控制污染物指标为COD≤50 000 mg/L、TP≤650 mg/L、氨氮≤400 mg/L。

采用无机-有机复合絮凝剂PAC-PDMDAAC处理微污染水，考察了PAC与PDMDAAC质量比、PAC-PDMDAAC投加量对浊度和溶解性有机物去除效果的影响，利用絮凝度测定仪（PDA）在线监测絮凝过程，分析了不同pH、不同搅拌条件下的FI指数、分形维数的絮凝特征变化规律。实验结果表明，PAC与PDMDAAC的最佳质量比为5∶1，PAC-PDMDAAC最佳投加量为30 mg/L，最佳pH为5.0。当快搅强度为100 r/min时，FI曲线的平衡值最大，絮凝效果最佳；当快搅时间为1 min时，分形维数随快搅强度的增大而增大；当快搅时间分别增加至2 min和3 min时，分形维数随快搅强度的增大而减小。

采用超声波协同Fenton氧化降解聚乙烯醇（PVA）模拟废水，并与2种方法单独作用进行了对比。结果表明，增加反应时间和超声功率在一定程度上有助于提高PVA的去除率；反应的最佳pH应该控制在4.0左右；随着H₂O₂/COD（质量浓度比）的增加，PVA去除率有很大提高，H₂O₂/Fe²⁺（物质的量比）最佳值为8。通过分析不同反应时间下降解产物分子质量分布情况和GC-MS检测结果，推测反应将大分子氧化成中小分子的过程。动力学分析结果表明，超声波协同Fenton降解PVA符合一级反应动力学规律，从k值模型方程可看出H₂O₂/COD对反应的影响最大。

采用浸渍法制备了CuO/Al₂O₃催化剂，并将其用于催化臭氧氧化降解酸性红B，研究了CuO负载量、催化剂投加量、臭氧流量等因素对COD去除率的影响。通过加入羟基自由基抑制剂叔丁醇，判断CuO/Al₂O₃催化臭氧氧化降解酸性红B的途径。运用XRD、XPS、SEM、EDS、BET等表征手段对催化剂的结构和性能进行表征，实验结果表明，载体上的铜物种均为CuO，且均匀地分布在载体上。CuO/Al₂O₃催化剂的加入能够促进臭氧分解羟基自由基降解酸性红B，当CuO负载量为1.0%，催化剂投加量为5.56 g/L，臭氧流量为15 L/min时，具有较好的COD去除率。

采用FT-IR、SEM对PP-g-GMA-DETA螯合纤维进行表征，并探究纤维对Pb²⁺的吸附特性及吸附机理。结果表明，PP-g-GMA-DETA螯合纤维对Pb²⁺的饱和吸附量为52.03 mg/g；在pH为2~5时吸附量随着pH的升高而增大，且随Pb²⁺初始浓度的增加而增大，并在Na⁺、Mg²⁺、Ca²⁺、Fe³⁺存在的竞争吸附过程中表现出选择性；吸附过程符合准二级动力学模型，主要受化学作用控制，半饱和吸附时间为13 min；吸附等温线符合Langmuir吸附等温线模型，为单分子层吸附，纤维可再生重复使用。

采用水热法制备单斜晶型BiVO₄及活性炭掺杂的BiVO₄（C/BiVO₄）。利用X-射线衍射、N₂吸脱附和紫外-可见光漫反射光谱对样品进行表征，考察了2种样品在模拟太阳光下对Cr（Ⅵ）的降解。结果表明，活性炭的掺杂使BiVO₄晶粒度变小、比表面积增大、禁带宽度变窄，比BiVO₄具有更高的光催化活性。柠檬酸的加入可与BiVO₄发生协同效应，共同促进Cr（Ⅵ）的还原。在一定范围内，体系pH越低、C/BiVO₄投加量越多、柠檬酸浓度越高、Cr（Ⅵ）初始浓度越低，越有利于Cr（Ⅵ）的去除。

通过向污泥中投加CaO₂考察污泥减量效果以及对污泥液相中SCOD、NH₄⁺-N、PO₄^3--P、溶解性蛋白质和多糖等物质的影响。结果表明，当CaO₂投加量为0.1 g/gVSS时，TSS削减率最大，可达到20%；在此投加量下，污泥絮体粒径最小。CaO₂可氧化降解污泥，使污泥絮体和微生物细胞破裂，促进SCOD、NH₄⁺-N、PO₄^3--P、溶解性蛋白质和多糖等物质释放到污泥液相中。CaO₂减量剩余污泥的过程中，氧化作用比碱解作用贡献更大，且主要是·OH对污泥的氧化分解起到作用，·O₂^-次之，₁O₂作用最小。

采用PAC和PAM对铍铜生产线污水进行沉降后，再通过斜板澄清器动态去除铍和铜。结果表明，在pH为9.0的情况下，以200~250 L/h流量投入PAC，PAC投加量为50 mg/L，再以150~200 L/h流量投入PAM，PAM投加量为2 mg/L，处理后的污水以30 m³/h流量通过斜板澄清器，再通过连续过滤装置，可一次性同时去除铍铜生产线污水中Be²⁺和Cu²⁺。该方法处理后污水中的Be²⁺<5 μg/L、Cu²⁺<2 mg/L，符合GB 8978—1996《污水综合排放标准》排放要求。

采用零价铁类Fenton-混凝法同步去除印染废水中的苯胺类物质、Cr⁶⁺、锑。通过正交实验和单因素实验确定了初始pH、铁刨花投加量、H₂O₂投加量、反应时间对苯胺类物质、Cr⁶⁺、锑去除效果的影响。结果表明，在初始pH为3.0，铁刨花投加量为0.2 g/mL，H₂O₂投加量为1.0 mL/L，反应时间为4 h的最佳反应条件下，苯胺类物质、Cr⁶⁺、锑的去除率分别可达85%、99%、89%以上，均可达到现行排放标准GB 4287—2012《纺织染整工业水污染物排放标准》。

研究合成了一种新型改性壳聚糖类絮凝剂（M-CTS），对其进行了红外光谱表征；对比评价了M-CTS、聚铝及阳离子型聚丙烯酰胺对油质量浓度为2 600 mg/L、悬浮物质量浓度为275 mg/L的某气田含醇污水的除油、除悬浮物效果，结果表明，加药量为600 mg/L时，M-CTS除油率达到90%以上，悬浮物质量浓度降至100 mg/L以下；同时，对加入M-CTS后污水的絮凝动态过程、絮体SEM表面形貌及Zeta电位进行了分析，推断其去除水中污染物质的作用机理不是电中和，其具有一定的破乳作用，且主要是通过桥连作用进行絮凝。

利用乙醇和甲醛的羟醛缩合反应，将甲醛定量转化为二乙氧基甲烷。研究开发了一种用气相色谱法测定石化装置低盐低醛废水中甲醛含量的方法。对衍生温度、衍生时间、衍生反应的溶剂、催化剂等关键衍生条件进行了研究，确定了最佳衍生条件为：1%的甲磺酸作酸催化剂，乙醇做溶剂，70℃条件下反应60 min。在此条件下，甲醛和二乙氧基甲烷之间的转化率为99.7%。取某石化装置所产废水进行甲醛含量分析，其测定结果的相对标准偏差为1.21%（n=6），二乙氧基甲烷的加标回收率为92.62%~97.44%。该方法对于环氧丙烷废水中甲醛的检出限为5.5 μg/g，定量限为17.9 μg/g。

研究介绍了新疆某煤化工企业污水处理厂的工艺流程、处理单元及其设计参数，分析评价了该污水处理厂的处理效果及出水指标，整体工艺流程对COD、氨氮、酚类的平均去除率分别为96.1%、99.3%、99.9%，出水平均COD、氨氮、酚类分别为59、0.84、0.28 mg/L，其中酚氨回收废水经处理后总氮的平均去除率达到82.5%，出水平均总氮为31 mg/L，除离子污染物外各项指标均优于《循环冷却水用再生水水质标准》（HG/T 3923—2007）中的水质标准要求。

采用多级膜法+混床工艺处理某砂轮厂含镍废水并回用，工程运行结果表明，该工艺处理效果良好，回用水水质稳定，总镍未检出，电导率<20 μS/cm，水质优于《生活饮用水卫生标准》（GB 5749—2006），满足厂方回用于工艺生产的要求，中水回用率达到100%，基本实现了废水的零排放目标。

江西某企业主要生产N-取代苯胺类系树脂促进剂，产生的废水含较高浓度的COD和苯胺类化合物，难生物降解，单一的生化处理工艺难以达到排放标准。采用铁碳微电解+混凝沉淀+水解酸化+BAF组合工艺处理苯胺类生产废水，运行结果表明：系统运行稳定，COD总去除率为97.6%，苯胺总去除率为99.6%，出水COD≤100 mg/L，苯胺≤1 mg/L，出水达到GB 8978—1996《污水综合排放标准》一级排放标准。工艺处理成本为2.68元/m³。

碱式碳酸钴在生产过程中会产生大量的含Co²⁺洗涤废水，Co²⁺质量浓度约为30 mg/L，达不到环保排放标准。采用综合环保法处理工艺，即利用离子交换柱，采用P204萃淋树脂萃取吸附碱式碳酸钴洗涤废水中的Co²⁺，再用氨基磺酸溶液对其进行解析，得到氨基磺酸钴产品，以实现碱式碳酸钴洗涤废水中钴的回收再利用。经实践证明，该工艺对Co²⁺的平均去除率≥99%，排放废水中Co²⁺质量浓度≤0.3 mg/L，远远低于《铜、镍、钴工业污染物排放标准》（GB 25467—2010）中Co²⁺的排放要求。

针对淄博某发电厂现场存在的耗水量大、废水排放不达标、废水综合利用不彻底等问题，对水平衡优化后，通过全厂采用高效节水措施和废水综合利用工艺，实现废水的阶梯利用、分类处理、分质回用；从而保证全厂节水及废水的综合利用，最终实现废水零排放。