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环境工程
环境工程

白云

双月刊

1000-8942

hjgctg@163.com

010-82227638；82227678

100088

北京市海淀区西土城路33号

环境工程/Journal Environmental EngineeringCSCD北大核心CSTPCD
查看更多>>本刊是国家科技部批准,中国环境科学学会环境工程分会和中冶集团建筑研究总院共同主办的综合性环保技术刊物.读者对象是从事环境保护科研、设计、生产、教学的广大科技人员、院校师生、技术和管理人员.
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    铁尾矿、煤矸石制备高性能陶粒的工艺初探

    张武举马雯卓潘建朱德庆...
    94-102页
    查看更多>>摘要：以铁尾矿、煤矸石作为原料,借鉴钢铁冶金中铁矿球团造块的方法和装备来制备高强轻质陶粒.考察了造球参数对陶粒坯体性能的影响,以及焙烧制度对陶粒性能的影响,并探究了陶粒的物相组成、结构与其性能的构效关系,以实现陶粒性能调控.结果表明:基于Riley化学成分三相图计算出45％铁尾矿与55％煤矸石的配料结构,在原料粒度为-0.074 mm占比60％、造球时间8 min、生坯含水率10.5％的条件下制备生坯,生坯干燥后在1175 ℃温度下焙烧25 min制得陶粒,其堆积密度、表观密度、1 h吸水率和筒压强度分别为859 kg/m3、1705 kg/m3、8.0％和6.7 MPa,满足高强轻质陶粒各项指标要求.陶粒的主要物相为石英、长石和赤铁矿,可为陶粒提供强度;陶粒中发达的孔洞有利于降低堆积密度、表观密度,但陶粒外层孔洞过度发达,易对筒压强度产生不利影响.

    铁尾矿煤矸石高强轻质陶粒球团

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    餐厨易腐有机垃圾中油脂降解菌的筛选和产酶条件优化

    龙腾发林清钰张忠兰孙雨暄...
    103-110页
    查看更多>>摘要：近年来,我国餐厨易腐有机垃圾产生量逐年上升,为提高其降解速率,亟须开发高效降解餐厨易腐有机垃圾的工艺.筛选了能够适应餐厨易腐有机垃圾且能高效降解油脂能力的菌株,以期实现餐厨易腐有机垃圾快速降解和资源化.从餐厨易腐有机垃圾及部分被油污染的土壤中采集样品,采用16S rDNA测序技术并构建菌株发育树,利用响应面分析方法研究菌株最适生长条件.通过筛选及功能验证,获得1株高效降解油脂菌株TH1,初步鉴定为粘质沙布雷氏菌(Serratia marcescens).单因素实验和响应面方法表明,该菌株在温度30 ℃、pH=7.54、盐度1％的条件下,脂肪酶活力高达213.70 U/L.该研究可为后续开发复合菌剂进行餐厨易腐有机垃圾高效降解、机理研究及资源化利用提供种质资源.

    油脂降解餐厨易腐有机垃圾酶活力响应面优化

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    油脂对餐厨废弃物好氧堆肥腐殖化过程的影响

    邓杰魏雨泉王宇蕴张奎...
    111-118页
    查看更多>>摘要：油脂作为餐厨废弃物中的成分,对餐厨废弃物堆肥有着重要影响.在餐厨废弃物中添加0(T1)、3％(T2)、6％(T3)、12％(T4)的植物油进行好氧堆肥,油脂添加量以堆肥添加的餐厨废弃物干重为基准,通过表征堆肥过程中理化性质、腐植酸组分、腐植酸前体变化规律,研究了油脂对餐厨废弃物好氧堆肥过程中腐殖化过程的影响.结果表明:添加不同浓度油脂的餐厨废弃物,经过30 d好氧堆肥后,T1-T4处理组堆肥均达到腐熟要求,最高温度分别为70.9,64.8,65,67.2 ℃,堆肥高温期均达到7 d以上,种子发芽率分别为119.22％、113.50％、114.03％和120.52％.T2、T3、T4处理组在堆肥高温期油脂发生累积,油脂含量最高时为初始油脂含量的1.66,1.99,1.76倍.堆肥第30天时,T1-T4处理组的胡富比(HA/FA)分别为0.55、0.70、0.80、1.30,含油量为12％时,胡富比最高,说明含油量为12％时,堆肥腐殖化程度最强.添加12％油脂可以延长堆肥高温期,促进前体物质形成,从而促进堆肥腐殖化过程.冗余分析结果表明,油脂含量与腐植酸前体物质和腐殖质组分形成含量呈显著正相关.综上,当油脂含量为餐厨废弃物干重的12％时,油脂降解对餐厨废弃物好氧堆肥腐殖化过程的促进作用最好.

    餐厨废弃物油脂好氧堆肥腐殖化

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    全国办公楼装修垃圾发生量预测与资源化研究

    刘国涛任福民胡舒馨贾谨铭...
    119-126页
    查看更多>>摘要：随着"无废城市"建设的不断推进,装修垃圾治理需求与 日俱增,但目前办公楼装修垃圾发生量预测与资源化研究尚不足.利用BP神经网络对全国31个省市(除港澳台外)办公楼装修垃圾发生源特征及趋势进行研究.经检验,训练后的BP神经网络拟合优度R=0.93693＞0.9,模型精度为优秀.根据BP模型预测结果,到2030年全国办公楼装修垃圾发生总量将达到785.6万t,相较2020年增长率为36.8％.利用ArcGIS手段对我国办公楼装修垃圾排放进行时空分布表征,发现全国发生量高区域以东南沿海和川渝地区为主,中南地区为辅,其余地区发生量整体偏低.由于废弃物中废纸面石膏板占比最大,高达58.9％,因此对其进行了资源化处理处置研究.通过与脱硫石膏对比实验证明,其力学性能表现较好,在高掺量情况下性能优于脱硫石膏.通过不同工艺对比,确定了废纸面石膏板作为缓凝剂时的最佳掺入量以及水泥样品最佳力学性能.当掺入5％废石膏板时,水泥性能最优.原材料混磨制成的水泥样品最佳抗折强度为8.9 MPa,抗压强度为46.5 MPa.

    办公楼装修垃圾发生量预测BP神经网络时空分布特征水泥缓凝剂

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    精炼渣-粉煤灰基地聚合物固化重金属(Zn、Cd)机制研究

    刘伟伊元荣李春辉李洁...
    127-135页
    查看更多>>摘要：为改善重金属污染,提高固体废弃物利用率,以精炼渣(LFS)和粉煤灰(FA)为原料,氢氧化钠与水玻璃作为碱激发剂,在碱激发条件下制备地质聚合物固化重金属Zn2+、Cd2+.研究Zn2+、Cd2+掺量对固化体强度的影响,通过浸出实验评价地质聚合物对Zn2+、Cd2+的固定效果,结合XRD、SEM-EDS、FT-IR、XPS等表征方法对固定机制进行研究.结果表明:精炼渣-粉煤灰基地质聚合物与Zn2+、Cd2+具有良好的相容性,含有1.0％Cd2+固化体28 d的抗压强度可达到40.62 MPa,水化浸出实验中Zn2+、Cd2+固化率均在99.6％以上;Zn2+、Cd2+加入后固化体中不会有新相生成,且在固化过程中未发生化学价态变化.金属离子能有效地固定在精炼渣基地质聚合物中,主要通过物理包封、吸附作用,少量重金属离子则是通过化学键合,以Si—O—M和Al—O—M(M=Zn、Cd)的形式存在于固化体中.

    精炼渣粉煤灰地质聚合物重金属固化机理

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    武汉农用地土壤中微塑料污染状况和生态风险初探

    黄茜张俏俏颜瑾马晶晶...
    136-145页
    查看更多>>摘要：土壤是塑料垃圾和微塑料的污染汇,研究农田土壤中微塑料污染状况和生态风险,可为土壤微塑料污染治理提供基础数据和理论依据.采集武汉市不同区域的大棚菜田土壤样品,通过尼罗红荧光染色法和拉曼光谱法对土壤中微塑料进行定量和定性分析,发现武汉市菜田耕作层土壤中微塑料丰度均值为(2938.9±1637.5)个/kg(以干重计),且以纤维和碎片形态为主;聚乙烯(PE)和聚丙烯(PP)是主要的聚合物类型,且二者显著正相关;采样区不同深度的微塑料具有形态和类型上的相似性;污染物负荷指数法评估风险显示所有采样区域风险等级均为Ⅰ类,采用风险指数法和潜在风险指数法评估,发现有聚氯乙烯(PVC)检出的采样点位风险较高,未来需要建立标准化的模型来评估微塑料的生态风险.

    微塑料菜田土壤污染状况生态风险评估

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    抗坏血酸/过硫酸盐氧化去除土壤中阿特拉津的效率及机理

    杜宇孙淑晴戴雯曹梦华...
    146-152页
    查看更多>>摘要：研究了抗坏血酸/过硫酸盐去除土壤中阿特拉津的效率、影响因素及机理.当抗坏血酸和过硫酸盐浓度分别为10,30 mmol/L,初始pH为3.0时,土壤中阿特拉津降解率达到92.4％.共存的无机阴离子(Cl-和HCO3-)会抑制阿特拉津的降解.低浓度溶解态有机质(0～2.5 mg/L)能促进阿特拉津的氧化降解,高浓度溶解态有机质(＞5 mg/L)会抑制阿特拉津的氧化降解.抗坏血酸一方面直接诱导过硫酸盐活化产生硫酸根自由基(SO4-·)和羟基自由基(·OH),另一方面促进土壤释放铁离子和Fe2+/Fe3+的循环,从而间接增强过硫酸盐的活化性能.此外,抗坏血酸增强了土壤中阿特拉津的解吸,降低了阿特拉津与氧化性自由基的传质阻力,有利于提升阿特拉津的氧化降解效率.抗坏血酸/过硫酸盐体系降解阿特拉津主要包括脱烷基氧化、脱氯和羟基化3种途径.

    抗坏血酸过硫酸盐阿特拉津土壤修复氧化降解

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    数据缺陷条件下支持污水处理厂智能管理的数据增强方法

    王建辉廖万山李慧敏冯东...
    153-159页
    查看更多>>摘要：污水处理厂的智能化管理需要高质量、丰富的数据支持.然而,在当前污水处理厂的运维管理电,过度曝气、过量投药及监测问题等导致水厂运维数据的数量和质量存在缺陷,基于此类缺陷数据支持的各种数据驱动模型性能不高.如何提高数据质量和数量对于各类人工智能模型的研究和应用非常关键.提出了一种基于生成对抗网络的污水厂数据增强方法(WP-GAN),以应对数据缺陷问题,并采用一种经典的污水处理厂人工神经网络模型(W-ANN)对所提出的方法进行验证.研究采用的数据集来自某大型城市污水处理厂的厌氧-缺氧-好氧(A2O)工艺,通过数据增强处理将实测数据扩增5倍,以增强前后的数据样本训练W-ANN模型后,模型性能得到显著提升:拟合度从20％提高到65％,最大模拟精度从67.85％提高到75.55％.该方法是一种应对数据缺陷的通用数据增强方法,可为污水厂智能管理的各种数据驱动模型提供更好的数据支持.

    数据增强污水处理生成对抗网络智能管理数据驱动模型

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    基于RetinaNet的可回收垃圾有向目标检测

    张铮邱达河金子博薛波...
    160-168页
    查看更多>>摘要：可回收垃圾分拣是垃圾处理厂的重要工作,目前人工垃圾分拣效率低,工作环境恶劣,分拣成本高,为实现垃圾分拣的 自动化,基于视觉的可回收垃圾自动检测研究具有重要意义.针对传统的水平框目标检测算法在检测时易丢失目标的方向信息,定位框重合现象严重,无法获取目标真实长宽,不利于后续分拣的缺点,提出基于RetinaNet的有向 目标检测算法,该算法基于RetinaNet网络进行改进,在检测头中添加角度预测模块,使用PSC角度编码器改善角度回归边界问题,引入Balanced L1 loss损失函数平衡简单样本和困难样本的梯度贡献,替换骨干网络为Swin Transformer以增强网络特征提取能力.带角度预测的网络,能更准确地定位垃圾,改进后的网络精度(mAP)达到78.4％,比原算法提高了12百分点,同时与其他角度编码器相比PSC的检测效果均优于其他方法.

    有向目标检测深度学习垃圾识别角度编码器

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    基于LGD-YOLO高精度轻量化目标检测网络的垃圾检测研究

    肖立中胡凡
    169-177页
    查看更多>>摘要：当前高速发展的社会和迅速增长的城市人口,使得 日益严峻的垃圾污染问题越发凸显,垃圾分类处理势在必行.人工处理存在任务重、效率低等问题.部分自动化的分类方法检测精度低,速度慢.为提高复杂场景下垃圾检测准确率,同时轻量化结构,使其便于部署,提出一种融合轻量化卷积模块、注意力机制和多重感受野模块的改进YOLO v5s的垃圾检测模型Lightweight Garbage Detection-YOLO(LGD-YOLO).首先,在网络结构中引入Ghost卷积和包含GSConv的Slim-Neck模块,使模型变得更加轻量化;其次,嵌入坐标注意力机制,侧重于关注重要信息,以提高检测精度.最后,引入多重感受野模块,提高模型的多尺度检测能力,避免小目标物体的漏检.采用包含不同环境下垃圾图片的Trash_dataset数据集进行测试验证.结果表明:改进后的模型参数量和计算量分别为5.77 M和9.2 GFLOPs,与原模型相比分别减少22.4％和56.4％,单张图片检测速度为26.5 ms,达到垃圾检测的实时性要求.此外,改进的算法具有良好的检测精度,mAP0.5和mAP0.5∶0.95分别达到96.20％和77.77％,优于当前流行的目标检测算法.

    垃圾分类目标检测轻量化网络坐标注意力多尺度检测

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