随着全球新能源汽车行业的迅猛发展，锂电池市场需求持续增长。电池正极材料作为锂电池的核心组成部分，其生产过程中产生了大量复杂废水，这些废水含有高浓度的盐分、氨氮、重金属离子及有机物，直接排放会对环境和生态系统造成严重危害。高效处理电池正极材料生产废水并实现资源回收和废水零排放，已成为行业亟待解决的问题。首先，综述了电池正极材料生产废水的主要来源及特征。其次，讨论了磷酸铁锂废水和三元正极材料废水的处理技术，针对废水中的磷酸盐、硫酸盐、重金属离子、氨氮、有机物和氟等污染物，分别阐述了相应的处理技术与资源化策略。进一步地，归纳了组合工艺的选取原则及其处理效果，并通过两个典型工程案例加以说明。最后，基于目前的技术现状，展望了电池正极材料生产废水处理的发展方向。

疏浚淤泥的处理处置与资源化利用是当前清淤疏浚工程亟需解决的重要问题，而实现淤泥的有效脱水固结则是解决该问题的必要前提。基于絮凝调理强化疏浚淤泥脱水固结效果的技术路线，已经走在了疏浚工程应用的前沿。针对疏浚淤泥脱水减量这一关键技术，首先梳理并辨析了底泥、疏浚淤泥、污泥等在疏浚领域易混淆的概念以及含水率、含水量等关键参数的本质差异。其次，结合真空预压、土工管袋和机械压滤3种典型脱水工法，系统分析了其在工程应用层面的技术现状及主要瓶颈，并就如何利用絮凝调理技术提升不同工法的脱水效率进行了归纳总结。最后，对絮凝调理强化淤泥脱水技术的发展方向进行了展望，提出加强研发专用絮凝剂、重视减污降碳协同增效、优化资源化路径等研究目标。

微纳米气泡具有独特的物理化学性质，可与传统水处理技术形成协同耦合效应，是一种绿色高效的技术迭代升级途径。相较普通气泡，微纳米气泡具有更大的比表面积和更长的水力停留时间，有助于扩大气液接触面积，提高气液传质效率，其丰富的表面电荷还可促进活性氧物质生成，促进对有机污染物的降解。总结了微纳米气泡的产生方式、常用表征技术和可视化方法，综述了其在水处理过程中的研究进展与应用实践，剖析了微纳米气泡强化水处理技术的机理及影响因素，重点强调了微纳米气泡因其独特的理化性质，在耦合生化处理过程、物化处理过程以及膜处理过程中展现出的显著优势。同时指出当前微纳米气泡技术在继续深入研究和扩大应用中尚存在局限性，并展望了其在水处理技术创新升级方面的重点攻关方向。

太阳能海水淡化技术凭借其可再生及零碳排放特性，被视为缓解全球淡水短缺问题的重要途径，但其发展仍受界面蒸发效率低下、运行稳定性不足及蒸汽潜热回收率有限等技术瓶颈的制约。系统梳理了光热转换机理（包括金属等离子体局部加热、半导体非辐射弛豫与分子热振动）及蒸发器结构类型（直接接触式与间接接触式），并提出以下核心优化策略：通过仿生多级微纳结构设计，调控界面传质传热过程；基于流体动力学耦合模型开发盐分自清洁机制，有效解决结垢问题并延长设备寿命；分析多级蒸发装置的能量梯级回收方案，指出多级蒸发体系是突破现有技术瓶颈的核心路径，但需攻克材料耐腐蚀性与规模化生产成本的难题。最后，建议未来进一步开发具备光谱选择性及自修复功能的复合光热材料，建立基于数值模拟的动态优化模型，并重点关注界面蒸发动力学与系统分析的耦合机制。

以钙镁垢为主的水垢沉积问题不仅会降低高盐废水脱盐过程中的脱盐效率，还会阻碍设备的有效运行并缩短其使用寿命。因此，抑制高盐废水脱盐过程中钙镁结垢的技术成为当前研究热点。系统综述了化学阻垢、物理阻垢和界面处理3类主流阻垢技术的机理及研究进展。从机理上看，化学阻垢技术主要通过去除水体中钙、镁离子或借助螯合、分散与晶格畸变等作用延缓钙镁垢的形成；物理阻垢技术主要利用物理手段（流化床、超声、电磁场和静电场）延长结晶诱导期，或将污垢转变成易被冲刷的松软污垢；界面处理技术则通过降低换热表面的表面能、提高其疏水性等减少污垢附着。最后，系统归纳了这3类技术的优势和局限性，并展望了其未来研究方向，以期为高盐废水处理中钙镁垢的控制提供理论参考与技术思路。

以某企业环氧树脂生产过程中产生的有机污染废盐为研究对象，系统探究了多种高级氧化工艺对其深度处理过程中有机污染物的去除效果与反应机理。通过组合O₃、H₂O₂与UV构建系列高级氧化体系，开展污染物脱除与工艺参数优化，并综合运用竞争动力学和高分辨质谱技术，揭示了处理过程中活性物种贡献和分子水平转化特征。降解实验结果表明，UV/H₂O₂和UV/O₃工艺可使总有机碳（TOC）降至20 mg/L以下，O₃/H₂O₂工艺可使TOC降至10 mg/L以下。在活性物种贡献方面，竞争动力学结果显示，废盐中有机污染物与活性氯物种（Cl·、Cl₂ ^·-）的反应活性比·OH高1~2个数量级，且各体系中活性氯物种的稳态浓度均比·OH高2~3个数量级，导致其在污染物去除过程中的相对贡献比例最高。进出水高分辨质谱结果表明，3种工艺处理过程中大量类脂质和类蛋白物质被去除，少量芳香性化合物仍存留在出水中。

气田采出水常采用回注、回用及达标外排方式处理，随四川等地回注政策收紧，亟需开发低成本、高效达标的外排处理技术。鉴于采出水盐度高、水质波动大等特点，采用抗逆性强的好氧颗粒污泥（AGS）工艺进行处理。实际气田采出水来自四川某区块，化学需氧量（COD）、氨氮（NH₄ ⁺-N）、总氮（TN）、总溶解性固体（TDS）分别为1 510、151.7、166.0、27 431.1 mg/L。接种成熟AGS启动序批式反应器并连续运行70 d，发现AGS可以维持致密的颗粒结构（SVI₃₀<35 mL/g，SVI₃₀/SVI₅=1.0，D ₅₀>880 μm）并有效去除污染物，在有机负荷（COD）为0.9 kg/（m³·d）时，COD去除率稳定在80%以上，NH₄ ⁺-N去除率为27.0%~56.1%，TN去除率为33.3%~59.5%，脱氮能力受限可能是由于硝化菌生长受限导致。胞外聚合物（EPS）分析发现，胞外蛋白/胞外多糖（PN/PS）稳定在1.6~1.8，与颗粒稳定性相一致。生物多样性分析表明，Corynebacterium、Aequorivita、Stappia、Xanthomarina、Paracoccus及Nitratireductor等为优势功能菌群，在维持颗粒结构稳定与污染物去除中发挥关键作用。

农村地区水污染控制是实现可持续发展目标的关键挑战之一，有效的农村污水处理技术成为研究和实践的重点。开发了一种混合式净化槽用于处理农村分散式污水，通过长期运行试验，系统评估了该工艺的污染物去除性能，并解析了其微生物菌群结构特征。结果表明，混合式净化槽对COD、NH₄ ⁺-N和TN具有良好的去除效果，平均去除率分别为78.74%、98.53%和73.94%，平均出水质量浓度分别为52.85、0.97、18.02 mg/L，满足《城镇污水处理厂污染物排放标准》（GB 18918—2002）一级B标准。该系统具有较强的抗冲击负荷能力。微生物分析显示，Nitrospira、norank_f__Saprospiraceae、norank_f__norank_o__norank_c__OLB14为系统中的优势菌属，对净化槽内COD的降解及TN的去除起促进作用。经济性分析显示，混合式净化槽无需复杂管网建设，运行成本低，在农村分散式污水治理中具有良好应用前景。

针对某滨海电厂循环冷却水系统采用反渗透海水淡化一级产品水作为补充水的特殊工况，结合系统防腐与阻垢技术要求，研发了一种适用于9倍浓缩水质的阻垢缓蚀剂配方，并揭示了其缓蚀机理。结果表明，该复合阻垢缓蚀剂由SC215阻垢分散剂〔以水解聚马来酸酐（HPMA）为主〕、2-膦酸基-1，2，4-三羧酸丁烷（PBTCA）、氨基三亚甲基膦酸（ATMP）和Zn²⁺组成，最佳投加质量浓度依次为8、4、4、3.6 mg/L。在50 ℃、80 r/min、72 h的试验条件下，在9倍配制水中可使20^#碳钢的腐蚀速率降至0.015 5 mm/a，缓蚀率高达98.83%。电化学分析表明，该药剂属于以阴极抑制为主的混合型缓蚀剂，腐蚀电化学反应主要受电荷传递过程控制。以循环水量为50 000 m³/h的系统为例进行经济性评估，药剂原料成本约为46.7万元/a，具备良好的工程应用前景。

合成了一种新型聚天冬氨酸衍生物（CD/PASP），并将其作为绿色、高效、经济的缓蚀剂，用于抑制Q235低碳钢在0.5 mol/L磷酸溶液中的腐蚀行为。通过红外光谱（FTIR）和核磁氢谱（¹H NMR）验证了CD/PASP的结构，热重分析表明其在200 ℃以内具备良好的热稳定性。失重实验显示，当CD/PASP添加量为80 mg/L时，其对Q235钢的腐蚀具有抑制作用，缓蚀率（η）可达85.19%。CD/PASP在Q235钢表面的吸附符合Langmuir吸附等温模型，吸附自由能（ΔG {}_{\mathrm{a}\mathrm{d}\mathrm{s}}^{\mathrm{0}}≈-38.92 kJ/mol）表明其吸附为自发过程，并同时包含物理与化学吸附机制。极化曲线和电化学阻抗谱表明，CD/PASP是一种混合型缓蚀剂，能在金属表面形成一层保护膜，有效阻滞腐蚀过程。表面分析（SEM、AFM、XPS等）进一步揭示，CD/PASP通过分子中的氮杂原子与钢基体形成N—Fe化学键，在金属表面形成疏水保护层，有效阻隔腐蚀介质并抑制电荷转移过程。CD/PASP是一种高效钢铁缓蚀剂，在工业金属防腐领域具有很大应用潜力。

以玉米淀粉（St）为原料，2，3-环氧丙基三甲基氯化铵（GTA）和氯乙酸（CAA）分别作为阳离子和阴离子醚化剂，通过一步法合成了两性型醚化淀粉CMGS。以阳离子度为主要评价标准，对CMSG的合成条件进行了优化。发现当St投加量为10 g，m（St）∶m（GTA）∶m（CAA）=2∶2∶1，催化剂NaOH投加量为1.0 g，反应温度为70 ℃，反应时间为4 h时，产物CMSG-2的阳离子度可达1.21 mmol/g。产物结构表征结果证实醚化反应成功引入了酰胺基团和羧基。絮凝性能测试显示，CMGS-2对高岭土悬浊液表现出良好的絮凝效果，最佳投加量为12 mg/L，透光率可达90.6%，絮凝窗长度为26 mg/L。稳定性研究显示，提纯后的粉末产品的絮凝性能随贮存时间延长而下降；贮存30 d后，达到相近絮凝效果所需投加量增至初始状态的3.3倍，这主要是因为淀粉链上的阴、阳离子基团通过静电吸引，形成了难溶的聚电解质复合物。

针对矿井水悬浮物浓度时空波动大、预沉池表面负荷设计缺乏理论依据，导致处理效能不稳定的问题，通过对煤矿矿井水静置分区取样，解析了悬浮物物化特性，并基于浓度梯度沉降实验，探究了悬浮物浓度对体系沉降性能的影响规律以及预沉优化路径。结果表明，矿井水中颗粒物主要由黏土矿物（44%~58%）、煤粉（24.7%~38.1%）及少量非黏土矿物组成，密度为1.75~1.79 g/cm³，90%颗粒的粒径<50 μm。矿井水悬浮物去除效率受初始浓度与颗粒粒径协同调控，高浓度体系（≥1 000 mg/L）颗粒碰撞频率高，触发“碰撞-黏附-重构”链式反应，使去除率有效提升，沉降速率>1 cm/min的悬浮物体积分数增加25%~60%。沉降120 min后残留悬浮物以粒径<10 μm微细颗粒为主，受其低沉降速率限制，体系进入缓沉平衡阶段。E _T~u曲线显示，低浓度体系沉降效率对表面负荷敏感性较高，通过调控表面负荷〔0.172~0.577 m³/（m²·h）〕，可实现预沉池对粒径>10 μm颗粒的去除率达到90%以上。

针对超滤膜传统制备过程存在的毒性溶剂污染与安全问题，选择无毒且可生物降解的乳酸甲酯（ML）和碳酸丙烯酯（PC）作为绿色溶剂，借助非溶剂诱导相分离（NIPS）和热诱导相分离（TIPS）技术，在温和环境下成功制备了具有双层结构的聚偏氟乙烯（PVDF）超滤膜。通过汉森溶解度系数评估证实了ML/PC复合溶剂与PVDF的良好相容性，并利用凝胶转变温度测试确定了制膜过程的适宜温度范围。分析了绿色溶剂体系下超滤膜的形成过程及双层结构对膜性能的影响。结果表明，采用PVDF/ML/PC体系制备的支撑层疏松多孔，有利于水分子渗透运输；采用PVDF/ML体系制备的选择层结构致密，可提供良好的截留性能。二者复合构成的双层膜表面致密无缺陷，水接触角从108.27°降至79.75°，亲水性提升；膜截面呈双连续纤维交织状，力学性能优异，断裂伸长率高达481.8%。该超滤膜表现出优异的过滤能力，纯水通量高达2 006.0 L/（m²·h·MPa），牛血清白蛋白（BSA）截留率最高为99.9%，蛋白吸附量低于5.0×10^-5 g/cm²，为绿色溶剂制备高性能超滤膜提供了新途径。

以Cu²⁺交联的羧甲基纤维素（CMC）/海藻酸钠（SA）聚合物凝胶球为前驱体，采用简单溶剂热法在球体内部原位合成了铜-均苯三甲酸金属有机框架（Cu-BTC）。对Cu-BTC@聚合物（Cu-BTC@CMC/SA）的微观形貌、官能团及晶体结构进行了表征，考察了其吸附去除水中NaCl的性能和机理。结果表明，该复合材料在中性条件（pH=7）对NaCl的吸附效果最佳，且吸附过程迅速，初始20 min内即可达到平衡吸附量的90.7%。该复合材料吸附NaCl的过程符合准二级反应动力学模型和Langmuir模型，符合单分子层化学吸附，在298 K时的最大吸附量高达236.98 mg/g。经过5次循环使用，该复合材料的吸附能力有所下降，但对NaCl的脱附率仍维持在41%以上。经过5级连续吸附后，原溶液中NaCl质量浓度从10 g/L降至0.92 g/L，显示出良好的脱盐能力。机理研究表明，吸附作用主要源于Cu-BTC的强相互作用以及CuCl沉淀的生成。该复合材料无需外部能源即可实现高效脱盐，且具备固液易分离的特性，在节能型海水/苦咸水淡化领域具有较大应用潜力。

通过热活化对再生混凝土微粉（RCP）进行改性，并将其用于处理含Pb（Ⅱ）废水。通过多种表征手段揭示了改性材料的微观结构变化，考察了热活化温度、吸附剂投加量、溶液初始pH、离子强度等因素对热活化RCP吸附Pb（Ⅱ）性能的影响，结合吸附动力学与等温线模型分析了吸附机制。结果表明，在850 ℃热活化条件下获得的RCP-850吸附性能最佳。在吸附温度为25 ℃，吸附时间为140 min条件下，向100 mL质量浓度为100 mg/L的Pb（Ⅱ）溶液中投加50 mg RCP-850，调节pH=6.0，RCP-850对Pb（Ⅱ）的吸附量和去除率分别为75.83 mg/g和97.12%。热活化显著提高了RCP中CaO等碱性组分的含量，其溶解后可中和酸性废水，促使Pb（Ⅱ）形成Pb（OH）₂沉淀。同时RCP中的Ca²⁺还可与Pb²⁺发生离子交换，形成PbSiO₃沉淀。两种机制协同作用，共同实现对Pb（Ⅱ）的去除。吸附过程符合准二级反应动力学模型和Langmuir等温模型，表明该吸附过程为化学吸附，且为放热反应。

以脱水污泥和水稻秸秆为基底原料，采用热解-活化法制备了高品质的污泥秸秆活性炭，系统探讨了KOH活化剂与水稻秸秆添加量对活性炭成分、孔隙结构、表面形貌及特征官能团的影响，并探究了其对亚甲基蓝（MB）溶液的吸附性能和吸附动力学。结果表明，在干化污泥热解炭与KOH质量比为1∶1，干化污泥与水稻秸秆质量比为7∶3条件下制备的活性炭K73，具备最优的结构和吸附性能。K73的比表面积和孔容分别为1 122.0 m²/g和0.81 cm³/g，属于微孔-介孔复合结构。在初始MB质量浓度为400 mg/L，溶液体积为400 mL，吸附剂投加量为0.2 g条件下，K73对MB的平衡吸附量为769.6 mg/g，吸附过程符合准二级吸附动力学模型，且主要受化学吸附控制。污泥秸秆基活性炭为污泥与秸秆的资源化利用提供了可行路径，在废水处理中展现出良好的应用前景。

通过将MnO₂负载于天然纤维水镁石（FB）表面，成功制备了一种高效的MnO₂/FB纳米复合材料，并将其应用于催化过一硫酸盐（PMS）降解废水中罗丹明B（RhB）。对制备的MnO₂/FB复合材料进行了表征，并系统考察了MnO₂/FB复合材料投加量及配比、PMS投加量、pH及温度对RhB降解效果的影响。结果表明，相较于单一MnO₂纳米颗粒或FB，MnO₂/FB复合材料展现出更高的催化PMS活性。在反应温度为25 ℃，RhB初始质量浓度为50 mg/L，MnO₂/FB复合材料〔n（MnO₂）∶m（FB）=1 mmol∶1 g〕投加量为1.0 g/L，PMS质量浓度为2.0 g/L条件下，MnO₂/FB+PMS体系对RhB的降解率超过99%。经过5次循环使用，该体系对RhB的降解率仍保持在70%以上，具有较高的稳定性。MnO₂/FB在较宽的pH范围（2~10）内均表现出较高的PMS催化活性。机理研究表明，MnO₂/FB复合材料催化PMS产生的SO₄ ^·-、O₂ ^·-、·OH和¹O₂均参与了对RhB的降解过程，其中¹O₂起主导作用。MnO₂与FB之间的协同效应促进了活性物质的生成，从而实现了对RhB的有效降解。

为高效去除水中磺胺噻唑（STZ），采用水热-煅烧法合成了锰氧化物α-MnO₂，并构建了α-MnO₂/PI（高碘酸盐）高级氧化体系。表征了α-MnO₂的形貌和微观结构，探究了pH、PI浓度、催化剂投加量以及水中常见组分（阴离子和腐殖酸）对α-MnO₂/PI体系降解STZ的影响，并分析了α-MnO₂活化PI的机制。结果表明，在PI浓度为0.25 mmol/L，α-MnO₂投加量为0.15 g/L，初始pH为3.0条件下，体系在6 min内即可完全降解20 μmol/L STZ。HCO₃ ^-对STZ降解表现出显著抑制作用，腐殖酸仅呈现轻微抑制，SO₄ ^{2 -} 、Cl ^- 、NO₃ ^- 的影响均较小。自由基猝灭实验和电化学分析表明，¹O₂和IO₃·是体系中主要活性氧物种，且α-MnO₂/PI体系在降解STZ时存在电子转移机制。α-MnO₂经4次重复使用后仍保持100%的STZ降解率，表明其具有优异的稳定性和可重复性。α-MnO₂/PI体系展现出对以STZ为代表的多种新污染物的广谱降解能力，显示出良好的实际应用前景。

以某发电厂循环冷却系统为对象，构建了一种基于“浓缩倍数+进水水质+排水水质”的集成预测模型，并结合因果分析框架，系统探讨了排水水质与补水水质的关系，识别了影响排水水质的关键因素。选取5种相对成熟的机器学习模型，包括时序卷积网络（TCN）、长短期记忆网络（LSTM）、卷积神经网络（CNN）、极限梯度提升（XGBoost）以及支持向量机（SVM），对循环冷却系统进出水（即补水与排水）水质数据进行分布式学习和预测。仿真结果表明，TCN模型在各项预测任务中表现最优，平均R²达0.86，均方根误差（RMSE）和平均绝对误差（MAE）分别为3.15和2.47，且推断时间低于1 s，可实现对排水水质的快速、准确预测。因果推断分析显示，排水各水质指标受其对应补水指标影响最大，其次为浓缩倍数。SHAP（Shapley additive explanations）分析进一步揭示，进水pH对不同出水指标的影响方向存在差异：对氨氮呈正效应，对总氮、硝氮、COD及总磷呈负效应；当浓缩倍数达到5时，系统趋于动力学平衡，浓缩比对排水水质的影响减弱。

结合某再生水厂污水再生处理、污泥资源化处理两大业务板块实际生产数据，系统分析了水区活性污泥系统污泥龄（SRT）的调控情况及其对泥区主要生产指标的影响。结果表明，动态泥龄（DSRT）与基于稳态理论的常规SRT在年度均值上接近，分别为30.72、30.89 d，两者年度差异系数为0.17、0.40，常规SRT波动显著，而DSRT更为稳定，对生物池调控更具指导意义。泥区沼气产率、电耗均与水区DSRT呈现较强的负相关性，第一和第四季度皮尔逊相关系数（PCC）分别为-0.41、-0.46。泥区回流板框滤液氨氮占水区氨氮负荷的11.27%，折合鼓风机电耗约1 500 kW·h/d；泥区回流板框滤液氨氮占水区氨氮负荷的比例与水区常规SRT呈显著负相关，PCC系数为-0.60。基于泥质特性，实施稳健的SRT调控策略，是实现污染物去除与资源化利用全链条良性互动的关键。

在超纯水精处理系统，由真空紫外线产生的痕量H₂O₂会加速下游工艺高分子材料的降解和老化，因此在线测定痕量H₂O₂成为保障系统运行与控制微污染的必要措施。开发了一种基于氢氧合成反应的新型气体计量法，通过测量氢化反应筒入口与出口H₂和O₂的质量浓度，可以分析流经反应筒的超纯水中H₂O₂的浓度。选择载Pd的离子交换树脂作为反应筒填充触媒，H₂和O₂在Pd金属表面高选择性发生多相催化加氢反应。结果表明，样本空白试验的检出限低至0.22 μg/L，对照试验显示测量值与参考值的相对误差在5%之内，具有较强的线性相关性（R ²为0.999 8）。测定方法不仅为半导体高端制程清洗水中微污染物H₂O₂的定量分析提供了有效手段，还为构建深度脱除H₂O₂和DO的新型超纯水制备系统提供了设计方法。

为有效掌握石化过程中锅炉水质变化情况并优化水处理过程，提出了一种结合双向长短期记忆网络（BiLSTM）与门控循环单元（GRU）的BiLSTM-GRU组合预测模型。该模型通过BiLSTM捕捉水质参数时间序列中的依赖关系，并结合GRU提升训练效率，实现对锅炉水质中pH、溶解氧、磷酸盐和高浓度硅酸盐等关键水质指标的精准预测。结果显示，BiLSTM-GRU组合模型的平均绝对误差（MAE）和均方根误差（RMSE）均优于LSTM和LSTM-GRU模型，表现出更高的预测精度。另外，采用同类型不同站点的锅炉水质数据进行验证，该模型也展现了良好的鲁棒性。这表明该模型可为工业锅炉水质的在线监测与精准控制提供有效技术支持。

某高新区污水处理厂一期工程主要处理工业废水与生活污水的混合污水，因进水水质波动较大，系统时常受到冲击。二期扩建工程主体工艺采用“除氟高效沉淀池+生物池+高效沉淀池+V型滤池”，在接纳含氟废水的情况下，出水水质仍稳定达到《城镇污水处理厂污染物排放标准》（GB 18918—2002）一级A标准。实际运行数据显示，平均出水COD、BOD₅、NH₃-N、TN、TP、SS、氟离子分别为29.63、4.25、1.17、10.47、0.34、5.91、1.23 mg/L，平均去除率分别为88.2%、96.0%、94.7%、63.9%、89.1%、97.2%、74.8%。碳排放分析表明，扩建工程完成后，间接碳排放强度增加0.707 kg /m³（以CO₂ eq计），增长幅度约105.4%，这主要归因于吨水药耗量大幅增加（增幅约158.2%），尤其是除氟剂投加量，而吨水耗电量增长幅度较小。