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集成电路废水的达标排放、资源回收和再生处理

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工业水处理 2024年第4期44卷 1-9页

作者：肖卓远黄南巫寅虎张倬玮徐雨晴吴乾元王文龙熊江磊罗嘉豪廖翔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生态环境部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 北京工业大学城镇污水深度处理与资源化利用技术国家工程实验室北京100124 清华大学深圳国际研究生院生态环境部环境微生物利用与安全控制重点实验室广东深圳518055 中国电子系统工程第二建设有限公司江苏无锡214135 清华苏州环境创新研究院江苏苏州215163

集成电路产业是支撑经济社会发展的战略性、先导性产业,其用水量和排水量均较高。分析了集成电路废水的水质特征,主要包括各生产环节产生的含氨、含氟、酸碱、有机、含铜和研磨废水。针对含不同物质废水,总结了废水达标排放、资源回收... 详细信息

集成电路产业是支撑经济社会发展的战略性、先导性产业,其用水量和排水量均较高。分析了集成电路废水的水质特征,主要包括各生产环节产生的含氨、含氟、酸碱、有机、含铜和研磨废水。针对含不同物质废水,总结了废水达标排放、资源回收和再生处理技术的应用现状与研究进展。在废水达标排放方面,实际工程中常采用混凝沉淀、过滤和吸附等处理含氟、含铜和研磨废水;采用活性污泥法、膜生物反应器、水解酸化和内循环厌氧反应器等处理含氨和有机废水;近年来磁混凝和高级氧化等技术也备受关注。在资源回收方面,目前主要采用超滤和电渗析等技术回收氟、铜和四甲基氢氧化铵等。废水回用方面,主要采用混凝沉降,膜生物反应器和膜过滤技术;反渗透技术是废水再生处理的核心,其目标是制备工业纯水用于集成电路制造。最后针对集成电路废水处理系统现存的问题,建议完善废水分类分质收集系统;强化去除重金属和难降解有机物,降低废水的生物毒性;使用预处理、污堵监测、膜清洗、开发新型膜材料等方法控制反渗透膜的污堵。

关键词：集成电路废水达标排放资源回收再生处理处理技术和工艺

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工业污水再生利用的原则、利用途径及安全利用要求与管理措施——《工业污水再生利用导则》团体标准解读

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工业水处理 2024年

作者：贾文杰陈卓高强吴乾元巫寅虎王文龙胡洪营清华苏州环境创新研究院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中国环境科学学会清华大学深圳国际研究生院

污水再生利用是破解水体污染与水资源短缺的重要举措，面对工业污水资源化利用的重大需求，团体标准《工业污水再生利用导则》（T/CSES 92—2023）于2023年4月正式发布，旨在为工业污水再生利用在技术、管理及实施等方面提供指导和支持... 详细信息

污水再生利用是破解水体污染与水资源短缺的重要举措，面对工业污水资源化利用的重大需求，团体标准《工业污水再生利用导则》（T/CSES 92—2023）于2023年4月正式发布，旨在为工业污水再生利用在技术、管理及实施等方面提供指导和支持。标准从工业污水再生利用的总体原则、利用途径、水质与管理等方面提出了规范化要求，并针对工业、景观环境、农业灌溉、绿地灌溉等利用途径提出了安全利用措施与要求，针对利用过程中可能出现的生态环境风险，提出了监测、日常管理等要求。

关键词：工业污水再生利用安全利用原则措施与要求

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人工关节组合界面的磨损行为研究进展

清华大学学报（自然科学版） 2024年第3期64卷 409-420页

作者：彭业萍孔德宇庄溶润王松曹广忠深圳大学机电与控制工程学院广东省电磁控制与智能机器人重点实验室深圳518060 深圳清华大学研究院生物医用材料及植入器械实验室深圳518057

人工关节置换术是骨关节疾病治疗的重要手段,但关节假体的长期磨损损耗及磨屑诱导的假体周围骨溶解会造成人工关节无菌松动甚至早期失效。研究人工关节滑动与固定组合界面的磨损行为是探索磨屑形成机制的基础,也是探明人工关节松动失效... 详细信息

人工关节置换术是骨关节疾病治疗的重要手段,但关节假体的长期磨损损耗及磨屑诱导的假体周围骨溶解会造成人工关节无菌松动甚至早期失效。研究人工关节滑动与固定组合界面的磨损行为是探索磨屑形成机制的基础,也是探明人工关节松动失效机理、提升关节耐磨性的重要依据。该文利用Web of Science和中国国家知识网络数据库的资源,对人工关节磨损行为研究的相关文献进行综述。探讨人工关节在滑动界面和固定界面产生的磨损行为及主导磨损机理;分析假体结构、材料成分、润滑介质和磨屑等对人工关节磨损行为的影响机制,总结人工关节优化改进方案;详细阐述人工关节体外磨损试验研究的方法与技术;概述人工关节组合界面磨损表征参量的提取方法以及磨损智能检测的发展现状;总结人工关节磨损行为的研究热点,指出多信息融合和智能化监测的发展方向,以期为人工关节磨损行为的基础与试验研究提供参考。

关键词：人工关节组合界面滑动磨损微动磨损磨损监测

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镍钛编织支架的磨屑特征与细胞毒性关系研究

摩擦学学报 2024年

作者：孔德宇彭业萍庄溶润王松曹广忠深圳大学机电与控制工程学院广东省电磁控制与智能机器人重点实验室深圳清华大学研究院生物医用材料及植入器械实验室

应用血管支架的介入性治疗方案已经成为治疗心血管疾病的重要手段，新型交叉编织血管支架具有灵活性和良好的轴向柔顺性，适用弯曲、分叉和承载等复杂支架应用场景要求，已经在临床推广使用。生物医用镍钛合金(NiTi)因优异的生物相容性... 详细信息

应用血管支架的介入性治疗方案已经成为治疗心血管疾病的重要手段，新型交叉编织血管支架具有灵活性和良好的轴向柔顺性，适用弯曲、分叉和承载等复杂支架应用场景要求，已经在临床推广使用。生物医用镍钛合金(NiTi)因优异的生物相容性和形状记忆特性成为编织型支架的常用材料，支架在体内的摩擦磨损产生的磨屑会对人体的造成不良的生物学反应，对患者的生命健康产生严重威胁。在此背景下，深入研究支架材料的磨损特性及其与生物体相互作用的关系，对于进一步优化支架设计、提高治疗效果至关重要。为探究镍钛合金材料的磨屑特征与细胞毒性之间的映射关系，本文中开展了镍钛合金材料的体外摩擦磨损试验，采集不同磨损参数下的磨屑样本；研究了磨屑特征提取与智能识别算法，利用YOLOv5s和U-net卷积神经网络模型获取磨屑尺寸与形状类型的分布统计；此外，通过CCK-8染色法和活死细胞染色方法开展磨屑与细胞毒性试验，建立磨屑特征(磨屑尺寸与浓度)与细胞毒性的对应关系。结果表明：不同工况下的磨屑均处于0～50 μm之间，0～10 μm磨屑占比均超过50%，磨屑尺寸分布在各个试验条件下呈正态分布；磨屑形状主要以不规则状为主，近球状磨屑占比最少；角度与摩擦次数均显著影响磨屑的尺寸与形状分布，24400次和43200次摩擦情况下尺寸分布较为相似，但与14 400次摩擦后的磨损磨屑差异较大，角度与磨屑分布呈现倒U形趋势，摩擦角在60°左右时出现极值点；润滑条件的改变显著增加了小尺寸和长条状磨屑的占比，大尺寸和近圆状磨屑占比有所降低。细胞毒性试验结果显示，当磨屑浓度处于0～500 mg/ml区间时，细胞的毒性均为0或1级；随着磨屑样品浸提时间的增加，小尺寸(0～15 μm)磨屑浸提液的细胞增殖率虽有小幅度降低，但毒性等级仍为0和1级，符合生物医用材料细胞毒性标准，通过活死细胞图像可以看出所有细胞试验中细胞存活并且生长状况良好。研究结果为镍钛合金编织支架的磨损特性和生物相容性研究提供依据，为编制支架的设计与性能提升提供参考。

关键词：编织血管支架镍钛合金交叉编织磨屑特征细胞毒性

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再生水生态利用安全保障需求与发展策略

环境工程 2024年

作者：胡洪营陆韻魏东斌陈卓巫寅虎吴乾元黄南苑宝玲徐明王爱杰刘贤伟齐维晓柏耀辉梁斌高淑红张志勇邹如森福州大学土木工程学院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生态环境部环境微生物利用与安全控制重点实验室清华-伯克利深圳学院深圳环境科学与新能源技术工程实验室中国科学院生态环境研究中心环境化学与生态毒理学国家重点实验室中国科学院大学清华大学深圳研究生院生态环境部环境微生物利用与安全控制重点实验室北京工业大学城镇污水深度处理与资源化利用技术国家工程实验室吉林建筑大学市政与环境学院松辽流域水环境教育部重点实验室哈尔滨工业大学(深圳) 中国科学技术大学

再生水生态利用可缓解水资源短缺和改善城市水生态环境。但是，目前还存在再生水的生态效应不清楚，相关水质指标体系和阈值确定方法不完善，深度处理工艺和生态缓冲区构建待优化，经济成本、节能降碳和环境效益缺统筹等关键问题。因此... 详细信息

再生水生态利用可缓解水资源短缺和改善城市水生态环境。但是，目前还存在再生水的生态效应不清楚，相关水质指标体系和阈值确定方法不完善，深度处理工艺和生态缓冲区构建待优化，经济成本、节能降碳和环境效益缺统筹等关键问题。因此，急需建立快速评价水质生态安全的有效技术与方法，理清再生水的生态效应，完善再生水水质标准的指标体系，建立体现环境特质的再生水水质安全阈值确定方法，开发新污染物和病原微生物等关键风险因子的绿色去除技术，明晰生态缓冲区构建原理和水质净化融合机制，建立再生水生态利用综合环境效益评价方法和再生水生态利用方案优化方法。

关键词：再生水生态利用生态效应风险因子安全保障

长江上游地区再生水利用状况、潜力分析及实施策略--以泸州市为例

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环境工程 2024年

作者：郝姝然陈卓刘方华雷雪飞孙丽娟闫晗胡洪营泸州市住房和城乡建设局中规院(北京)规划设计有限公司清华苏州环境创新研究院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

本研究对长江上游的9个省份、自治区、直辖市以及51个主要城市进行了系统分析，探讨了污水处理与再生利用状况以及再生水利用潜力。并以四川省和泸州市为例，对长江上游的再生水利用政策、规划和提升方案进行了研究。2021年，长江上游5... 详细信息

本研究对长江上游的9个省份、自治区、直辖市以及51个主要城市进行了系统分析，探讨了污水处理与再生利用状况以及再生水利用潜力。并以四川省和泸州市为例，对长江上游的再生水利用政策、规划和提升方案进行了研究。2021年，长江上游51个主要城市再生水利用总量为10.1亿m3，预计未来年利用量仍有6.7亿m3-13.4亿m3的增长空间。长江上游不同城市再生水利用量和利用率存在明显差异。上游28个城市的再生水利用率在25%以下，仍有较大发展提升空间。通过对泸州市再生水定价策略分析、污水处理与再生利用运营模式探讨及相关政策制定分析，提出了基于目标分析和流程规划的再生水利用政策制定思路，旨在进一步规范和提升泸州市及长江上游主要城市再生水利用率和利用效益。

关键词：长江上游泸州再生水再生水利用状况再生水利用潜力

我国城镇供热管网输配再生水的应用前景与风险管控分析

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环境工程 2024年第4期42卷 58-65页

作者：张倬玮薛松巫寅虎孙博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 中建环能科技股份有限公司成都610045 中建环能(北京)环保有限公司北京100043 太原市热力集团有限责任公司太原030027 清华大学深圳国际研究生院广东深圳518055

为解决当前我国再生水管网建设滞后难题,提高再生水利用效率,提出了利用供热管网输配再生水,分析了我国供热管网输配再生水的应用前景,识别了风险类型和主要风险因子,提出了管控措施建议。结果表明:化学腐蚀、生物腐蚀、结垢和“黄水”... 详细信息

为解决当前我国再生水管网建设滞后难题,提高再生水利用效率,提出了利用供热管网输配再生水,分析了我国供热管网输配再生水的应用前景,识别了风险类型和主要风险因子,提出了管控措施建议。结果表明:化学腐蚀、生物腐蚀、结垢和“黄水”是供热管网输配再生水的主要风险。A级再生水是供热管网补水的优选水源。pH、无机盐和有机物是供热管网输配再生水用于工业的风险因子,营养物质、重金属是用于景观环境、城镇杂用和农业的风险因子。软化、脱氧和去除有机物是供热管网输配再生水风险管控必备措施。去除营养物质,控制重金属,降低拉森指数,按比例切换水源是各情景的针对性风险管控关键要点。结合太原市水质分析了主要应用情景与管控措施的可行性,可为城镇供热管网输配再生水提供理论依据和技术参考。

关键词：再生水供热管网应用前景风险管控

水解酸化/AO组合工艺处理印染废水色度去除与脱氮性能

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环境科学 2018年第12期39卷 5550-5557页

作者：顾梦琪尹启东刘爱科吴光学清华大学深圳研究生院深圳市环境微生物利用与安全控制重点实验室深圳518055

偶氮染料是一种具有稳定化学结构的活性染料,排放至环境中会损害人体健康和影响水生生物生长.利用水解酸化/AO组合工艺处理含偶氮染料活性艳红X-3B(RR2)的印染废水,重点考察了色度去除和脱氮性能.组合工艺可有效去除色度、化学需氧量(C... 详细信息

偶氮染料是一种具有稳定化学结构的活性染料,排放至环境中会损害人体健康和影响水生生物生长.利用水解酸化/AO组合工艺处理含偶氮染料活性艳红X-3B(RR2)的印染废水,重点考察了色度去除和脱氮性能.组合工艺可有效去除色度、化学需氧量(COD)和氨氮,去除率分别为71. 0%、92. 2%和83. 5%.水解酸化反应器中主要偶氮染料降解菌为Desulfovibrio; AO反应器中硝化菌主要为Nitrospira,反硝化菌为Thauera和Dechloromonas.水解酸化温度从25℃提高至35℃,色度去除率提高141. 2%; 25℃时COD浓度从200 mg·L^(-1)提高至800 mg·L^(-1),色度去除率提高208. 9%. AO反应器出现亚硝酸盐积累现象,亚硝化率为73. 8%.染料RR2对硝化没有抑制作用,而苯胺会抑制硝化;当苯胺浓度超过6mg·L^(-1)时,氨氮氧化速率最低.

关键词：水解酸化缺氧/好氧色度硝化抑制印染废水

UV–C辐照对RTV涂料绝缘子着生虚幻球藻的灭活效果

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高电压技术 2019年第2期45卷 557-563页

作者：楼凯陶益刘小宁王希林贾志东清华大学深圳研究生院深圳市环境微生物利用与安全控制重点实验室深圳518055 清华大学深圳研究生院能源电工实验室深圳518055

针对中国西南和华南地区多处变电站出现绿球藻附着生长在绝缘子表面、形成藻污层,严重影响其绝缘性能的问题,以典型绝缘子表面着生藻类虚幻球藻为研究对象,考察了C波段紫外光辐照(UV–C)对虚幻球藻的灭活及裂解效果,以及对藻细胞光合活... 详细信息

针对中国西南和华南地区多处变电站出现绿球藻附着生长在绝缘子表面、形成藻污层,严重影响其绝缘性能的问题,以典型绝缘子表面着生藻类虚幻球藻为研究对象,考察了C波段紫外光辐照(UV–C)对虚幻球藻的灭活及裂解效果,以及对藻细胞光合活性和色素含量的影响。结果表明:对于初始数密度为1.2×107个/mL的虚幻球藻,250 mJ/cm2剂量能够在7 d内有效抑制细胞生长,500～2 000 mJ/cm2剂量可以在48 h内实现快速杀藻,灭活率大于79%。500 m J/cm2及以上剂量更适合快速杀灭并去除藻类污秽。UV–C辐照迅速引起藻细胞光合活性降低,造成胞内氧化压力升高,是引起藻细胞在辐照后2～3d内发生细胞膜破裂乃至完全裂解的作用机制。光合活性指标对UV–C辐照的敏感性高于细胞数和破胞率,且光合活性指标检测快捷,可作为指示杀藻过程的有效性,并作为预警藻细胞恢复生长趋势的指标。

关键词：绝缘子虚幻球藻 UV-C辐照灭活效果光合活性