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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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    内源短程反硝化颗粒污泥培养及关键影响因素研究

    郑晓英李汶霏张会杰胡瑞杰...
    116-123页
    查看更多>>摘要：为推动污水生物脱氮技术绿色转型,针对厌氧氨氧化中底物亚硝氮(NO2--N)难以稳定获得的问题,利用好氧颗粒污泥(AGS)诱导其进行内源短程反硝化(EPD),实现低碳源条件下NO2--N的积累,可为主流厌氧氨氧化的应用推广提供理论支撑.当进水ρ(COD)/ρ(NO3--N)为3时,采用厌氧/缺氧/微氧条件,可实现EPD颗粒污泥的富集与稳定,NO3--N→NO2--N转化率(NTR)达到72.73％.在厌氧段,消耗有机物和糖原(Gly),合成聚羟基烷酸(PHA),ΔPHA/ΔGly(1.30 mol C/mol C)接近聚糖菌(GAOs)模型值,说明内碳源储存主要由GAOs完成.在缺氧段,NO2--N积累,并伴随PHA降低和Gly合成,硝酸盐还原酶活性显著高于亚硝酸盐还原酶活性,证明系统实现了 EPD过程.通过优化运行参数发现,当ρ(COD)/ρ(NO3--N)为4.2时,系统的NTR提高至80.01％.批次试验结果表明,pH由6.0上升至9.0时,NTR升高至89.15％;温度从40 ℃降低至5℃时,NTR达到峰值91.16％,说明碱性和低温条件下更有利于NO2--N累积.因此,选择合适的COD/NO3--N、pH和温度,能够有效提升EPD过程的NO2--N积累效果.

    内源短程反硝化好氧颗粒污泥低碳污水培养策略影响因素

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    投加甲醇对工业园区污水处理厂菌群及ARGs的影响

    旦澳江姚俊芹贾阳阳赵新伟...
    124-131页
    查看更多>>摘要：甲醇被广泛用作为提高低碳氮比污水处理效果时使用的外加碳源,但其对工业园区污水处理,特别是抗生素抗性基因(ARGs)影响的报道较少.通过16S rRNA高通量测序和宏基因组测序等方法,对投加甲醇新疆某工业园区污水厂(采用氧化沟+MBR工艺)的处理效果、功能微生物丰度和ARGs变化进行了研究.结果表明:甲醇的投加使该工业园区污水厂出水稳定达到GB 18918-2002《城镇污水处理厂污染物排放标准》中一级A标准;具有降解甲基功能的unclassified_c_Gammaproteobacteria和具有反硝化功能的生丝菌属(Hyphomicrobium)在活性污泥中相对丰度分别高达31.92％和28.68％;进水中ARGs为150.77×10-6,出水ARGs下降到25.77×10-6.研究结果有助于人们深入认识甲醇在工业园区污水处理过程中的作用,并为工业园区污水处理过程新污染物ARGs的控制提供数据支持和理论指导.

    甲醇工业园区活性污泥功能微生物抗生素抗性基因

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    钒酸铋基异质结光催化降解水中有机污染物的研究进展

    文浩金阳靖轶伦赵玲...
    132-147页
    查看更多>>摘要：水环境污染是21世纪人类迫切需要解决的难题之一.光催化技术作为新兴的水处理技术,符合绿色、循环、低碳的发展理念.钒酸铋(BiVO4)是当今热点光催化剂,具有优异的化学和光子特性,良好的可见光响应能力能够使其利用太阳光中48％的可见光谱.但单组分BiVO4光生载流子复合速度快,电荷运输能力较差,近年来相关学者开发了多种BiVO4基异质结光催化剂,有效改善了单组分BiVO4的不足.系统综述了 BiVO4基异质结的光催化机理(Ⅰ型、Ⅱ型和Z型)、异质结构建方式(协同金属氧化物、金属硫化物、同系铋基材料和金属有机框架)、光催化体系的优化方法(界面接触方式、晶面和形貌调控、元素掺杂、碳材料修饰和空位工程)以及应用过程的优化方法(光催化膜技术、负载锚定)在水处理研究中的最新进展,提出了当前研究中亟待解决的科学问题,为未来开发稳定高效的BiVO4基异质结光催化材料提供参考.

    钒酸铋异质结光催化有机物降解密度泛函理论

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    氯化锂共混改性对PVDF超滤膜耐氯性的影响

    罗秦格李航哲李凯文刚...
    148-155页
    查看更多>>摘要：为考察氯化锂(LiCl)共混改性对聚偏氟乙烯(PVDF)超滤膜耐氯性的影响,采用聚乙烯吡咯烷酮(PVP)作为致孔剂和亲水改性剂,通过非溶剂致相分离法制备了 PVDF和PVDF/LiCl膜,考察了次氯酸钠(NaClO)静态加速老化前后2种膜性质和性能的变化.结果表明:添加LiCl使得相转化成膜过程中更多的PVP保留在膜上,且增加了 PVDF的极性β相比例,使PVDF/LiCl膜的亲水性增强,孔隙率增加;NaClO老化造成PVP氧化流失和膜亲水性降低,采用牛血清蛋白作为模型有机物的过滤实验表明,NaClO老化使PVDF和PVDF/LiCl膜的污染阻力分别增加88％和49％,PVDF/LiCl膜抗污染性能下降幅度明显小于PVDF膜.总体而言,LiCl共混改性减缓了 NaClO造成的PVDF膜性质的变化,提升了 PVDF膜的耐氯性.

    PVDF超滤膜耐氯性氯化锂共混改性抗有机污染

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    煤化工含盐废液中杂质对硫酸钠溶解行为影响研究

    张钟赵迪许高洁宁朋歌...
    156-166页
    查看更多>>摘要：研究含盐废液中典型杂质对硫酸钠溶解行为影响机制,有利于优化硫酸钠废盐结晶工艺,促进硫酸钠高值化利用.以煤化工行业硫酸钠杂质体系为研究对象,使用OLI与COSMO-RS研究了温度、典型无机杂质离子和有机杂质对硫酸钠溶解度、溶剂化及相互作用的影响规律.结果表明,硫酸钠溶解行为由杂质极性、Na+与SO2-4溶剂化能力、杂质浓度及同离子效应共同控制,极性影响最强.弱极性Ca2+、NH4+、K+、HCO3-、F-、NO3-促进硫酸钠结晶,其中,阳离子通过同离子效应协同促进硫酸钠结晶,阴离子通过同离子效应及削弱Na+与SO42-溶剂化作用协同促进硫酸钠结晶;强极性Mg2+、CO32-抑制硫酸钠结晶,Mg2+通过增强Na+与SO42-溶剂化协同促进硫酸钠溶解,CO32-通过强极性特征,促进硫酸钠溶解,在含盐废液中去除Mg2+和CO32-是促进硫酸钠结晶的必要措施;低浓度有机杂质通过削弱Na+与SO42-溶剂化作用促进Na2SO4结晶.相关理论研究为硫酸钠废盐资源化提供理论支撑.

    硫酸钠有机杂质无机杂质溶解行为溶剂化

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    污水处理厂尾水排放对受纳水域微生物群落的影响

    李雨浓温东辉
    167-179页
    查看更多>>摘要：污水处理厂(WWTPs)是连接物质的社会循环和自然循环的枢纽.现代WWTPs能够去除污水中的大量污染物,但是残留污染物及菌体仍随排水进入自然环境,对受纳水域造成很大干扰.微生物驱动着物质的生物地球化学循环,受纳水域的微生物群落是响应排水干扰的先锋生物.从群落结构、响应策略、致病菌与抗生素抗性传播3个方面总结了 WWTPs尾水排放对受纳水域微生物群落的影响.尾水排放显著改变了受纳水域的微生物群落结构;微生物群落通过改变营养利用策略与种间关系以响应排放干扰,使污染物代谢功能在微生物群落中富集.尾水是向水环境输入致病菌与耐药菌的重要点源,也在一定程度上促进了致病菌与抗生素抗性在微生物群落中的传播.充分理解WWTPs排水对受纳水体微生物群落的影响,是开展WWTPs排水管理和健康风险控制的科学基础.

    污水处理厂微生物群落多样性群落结构功能组成生态健康风险

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    基于机器学习的短程硝化/短程反硝化-厌氧氨氧化工艺脱氮性能预测与关键参数识别

    吴宇伦李泽敏成晓倩邱光磊...
    180-190页
    查看更多>>摘要：短程硝化-厌氧氨氧化(PNA)与短程反硝化-厌氧氨氧化(PDA)工艺的脱氮性能会受到许多参数的影响.在综合考虑各种参数的基础上,对2种工艺的脱氮性能进行预测,并识别关键参数,能够为其实际工程应用提供优化目标.解决上述问题时,实验方法耗时耗力,而传统数学模型难以处理非线性关系.因此采用机器学习技术,构建的随机森林(RF)机器学习模型对2个工艺的出水总氮(TN)浓度进行了高精度预测,对PNA和PDA工艺出水TN浓度预测结果的决定系数(R2)分别为0.728、0.812.SHAP方法能够较好地解释模型的预测过程,并对各参数进行了重要性排序.在PNA工艺中,出水TN浓度主要受到进水TN浓度及COD浓度的影响.在PDA工艺中,出水TN浓度首先受进水TN浓度及氮负荷的约束.在此基础上,进水COD浓度作为另-重要因素影响着工艺的出水TN浓度.进水COD浓度在2个工艺中的共同重要性表明,2种工艺在实际应用时需要预先做好污废水中碳源的管理与分配,预分离与应用策略非常重要.该研究采用机器学习模型为PNA与PDA工艺脱氮性能的预测提供了方法指导,并基于SHAP的模型解释为2种工艺在实际应用时的关键参数识别与优化提供了选择依据.

    短程硝化-厌氧氨氧化短程反硝化-厌氧氨氧化机器学习SHAP分析工艺参数

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    长江流域丘陵城镇初期雨水污染特征与截流调蓄研究

    高雅弘林炳权赵晨刘宇轩...
    191-200页
    查看更多>>摘要：为探究长江流域丘陵城镇初期雨水污染特征及初雨调蓄池的截流效果,以重庆市永川区部分分流制汇水区为研究对象,对雨水排口污染物COD、SS、TN、TP、NH3-N浓度进行了监测,分析了各污染物随降雨历时的变化、降雨特征对污染物浓度的影响,并通过无量纲累积曲线和b参数法判断降雨对该区域的初期冲刷效应,采用SWMM管网模型模拟了不同重现期下研究区域系统排口负荷及截流调蓄效果.结果表明:研究区域雨水排口各污染物在不同降雨情况下均存在初期冲刷效应;降雨过程中大部分污染物浓度在降雨过程中呈下降趋势,且在降雨后期波动较小;各降雨特征因子与雨水排口各污染物平均浓度存在相关性;对于初期雨水调蓄池,当截流比例＜30％时,污染物削减率增长率较大,当截流比例＞30％时,污染物削减率增长率减缓;当截流比例相同且重现期增大时,SS和COD削减率增幅较大,TN、TP和NH3-N削减率增幅较小;模拟重现期为0.5年和1年2种条件下调蓄池截流调蓄控制,截流20％的雨水径流体积时,最高可控制54.71％的污染负荷.

    分流制排水系统初期雨水污染特征SWMM模型截流调蓄

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    硫离子掺杂促进WO3纳米线高效光催化降解甲苯

    李海诚程铖陈政霖杨丽霞...
    201-210页
    查看更多>>摘要：通过外加H2O2溶解固态钨网上表层钨单质并产生过氧钨酸,同时在前驱体溶液中加入硫代乙酰胺,结合水热合成法与煅烧法制备得到S2-掺杂的WO3光催化纳米线(标记为S-WO3),构建了氧空位介导的高活性亲水/亲氧光催化反应系统,深入探讨了 S掺杂及氧空位对促进原始WO3光催化性能及自由基生产能力的内在机制,并通过一系列甲苯的光催化降解实验验证了其污染治理能效.结果表明:S-WO3在90 min内对甲苯的去除率为91.7％,是原始WO3的3.3倍;其对应的CO2转化率为90.1％,是原始WO3的15.8倍.X射线衍射(XRD,X-ray diffraction)和电子扫描电镜(SEM,scanning electron microscope)结果显示,S2-掺杂会引起WO3晶格畸变和应力场导致晶体重新定向生长,使WO3从纳米块状结构转变成纳米线状结构,因此S-WO3纳米线具有比原始WO3更大的比表面积,光吸收能力增强.此外,电子顺磁共振(EPR,electron paramagnetic resonance)结果表明:S2-掺杂也会引起WO3晶格中氧空位产生,并作为电子陷阱捕获光生电子,促进载流子分离,提高光电转换效率.同时,与原始WO3相比,S-WO3亲水性变大,能更加有效地吸附水分子和氧分子,增大被空穴氧化和光电子还原概率,生成强氧化性羟基自由基(·OH)和超氧自由基(·O2-).综上,S2-掺杂显著增强了 WO3降解矿化甲苯能力.且由于S-WO3直接生长在钨网上,这种自支撑特性使其物化性能稳定,连续5次循环实验,其甲苯降解效率未见衰减,且反应过程中不产生苯等有毒中间体.相关研究结果展示了 S-WO3催化剂作为高效持久降解VOCs的催化能力和实际应用前景.

    光催化甲苯S-WO3氧空位载流子掺杂

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    垃圾焚烧烟气多污染物一体化净化技术现状和发展趋势

    陈建军龙吉生陈琳白力...
    211-221页
    查看更多>>摘要：垃圾焚烧发电已成为我国城市生活垃圾处理的主要方式,随着焚烧烟气污染物排放标准日趋严格,烟气多污染物串联分步净化工艺存在流程长、占地大、设备多、投资和运行成本高的问题.为解决以上问题,垃圾焚烧烟气净化工艺有必要从"单一污染物控制"向"多污染物协同控制"发展,烟气多污染物一体化净化成为新趋势.讨论了垃圾焚烧烟气多污染物一体化协同净化技术的机理、技术特征、关键影响因素、优缺点以及工程应用情况,最后提出了对未来研究的建议和展望,以期为开发一体化净化新技术提供启示,并推动县域小型垃圾焚烧发电厂烟气处理的发展.

    垃圾焚烧烟气治理多污染物一体化处置

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