饮用水水质安全保障方向：

以水质健康安全保障为核心目标，突破传统的以有限指标控制为目标的水质安全保障理论和工艺技术局限，发展饮用水安全保障的科学原理，进行关键技术的自主创新，构建涵盖水源水质保障、常规强化处理、深度净化、特殊污染物控制和安全输配系统等主要环节的集成技术系统，形成从基础到应用、工程到管理、水源到末端全方位的科技创新布局。

非均相氧化-吸附一步法除砷技术

针对水体砷污染与饮用水除砷重大工程求，突破水中三价砷（As(III)）与五价砷（As(V)）一步法去除的技术原理，解决水体砷污染与饮用水除砷过程中两种形态砷的同步去除难题。研究证实，As(III)在复合氧化物表面转化为易被吸附的As(V)，吸附剂表面可通过还原溶解原位产生大量表面羟基等活性吸附位，确认As(V)与吸附剂之间的配体交换是吸附除砷的主导机制。进一步阐明了砷在氧化、吸附微界面上形态转化与界面转移机制与调控原理，攻克了As(III)与As(V)一步法去除的原理性难题，发明了兼具氧化与吸附性能、可同步去除As(III)与As(V)的复合金属氧化物吸附材料及原位再生方法，构建了基于不同浓度与形态比例的两种形态砷同步去除工艺模式，建立了针对水体砷污染治理、饮用水除砷、含砷污水处理等不同需求的规模化工程应用方案。研究成果被应用于30多个村镇与城市饮用水、工业水和砷污染水体治理等重要工程，开创多项工程应用先例，包括我国第一座大型除砷水厂、国际上规模最大的水厂强化除砷改造工程、世界上首次大规模砷污染水体治理工程等。

技术成果被水利部《村镇供水工程设计规范》、住建部《城镇供水设施建设与改造技术指南》等采纳，获环境保护科学技术进步一等奖、中国发明专利奖、国际水协全球创新项目奖等奖项。

北京朝阳楼梓庄除砷水厂

北京昌平西坨村除砷水站

大沙河水系砷污染治理工程

铝基复合氧化物络合-吸附除氟技术

针对饮用水、工业水除氟工程需求与技术难题，阐明氟与铝羟基配位络合交换机制，提出铝基复合氧化物络合-吸附除氟原理，开发系列高活性铝基复合氧化物吸附剂及其规模化制备与工程化应用方法，研制高活性铝基复合氧化物颗粒化、吸附位点高效利用的适配反应器（原位负载吸附罐、吸附沉淀池、磁分离循环回流等），形成针对单户家用净水器、村镇中小规模水站和城市大规模水厂的饮用水除氟以及典型行业（煤化工、单晶硅等）高浓度含氟废水处理系统化方案。

相关技术成果成功应用于数十个饮用水或工业水除氟工程，合计规模超过15 万吨/天，服务人口近130万人，每年可减排氟化物2401 吨/年；技术成果被世界健康与教育基金会（GHEF）、“‘一带一路’清洁水计划”项目采纳作为饮用水扶贫助残支撑技术，被纳入住建部《城镇供水设施建设与改造技术指南》。

河南兰考某村镇除氟水厂

内蒙某市除氟水厂

河南某煤化工企业氟化物高限值达标工程（<1.5mg/L）

 富营养化水源适度预氧化协同凝聚“微纳”捕获除藻技术

富营养化水源发生“藻华”时，如何实现强化除藻并有效控制藻胞内代谢物释放，这是饮用水藻及其代谢物控制需要解决的关键问题。深入研究了铁-锰羟基微界面与藻、表面有机物（SOM）作用过程及界面调控机制，发现MnVII优先与SOM反应，从而避免细胞壁破裂和胞内有机物（IOM）释放，还原生成的锰氧化物可将后续引入的亚铁盐原位转化为富含羟基的高活性铁凝胶in situ FeIII，除藻效果较预制FeIII提高近40%；揭示了铁价态与水解形态原位转化的羟基调控机制，构建了MnVII适度预氧化、in situ FeIII凝聚及其与沉淀、气浮或膜滤协同的强化除藻工艺模式，为富营养化水源藻及其代谢物控制提供原理性支撑。

典型湖泊富营养化蓝藻“水华”爆发

藻及其代谢物控制的工程需求

上海青草沙水库水源控藻中试试验现场

适度预氧化协同凝聚“微纳”捕获除藻工艺原理