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环境工程学报
中国科学院生态环境研究中心
环境工程学报

中国科学院生态环境研究中心

曲久辉

月刊

1673-9108

cjee@rcees.ac.cn

010-62941074

100085

北京市2871信箱

环境工程学报/Journal Chinese Journal of Environmental EngineeringCSCD北大核心CSTPCD
查看更多>>本刊的办刊宗旨为：“积极促进国内环境污染治理技术与设备的研究、开发与应用”。本刊正在成为连接国内外环境污染治理技术与设备领域科研人员、技术开发与推广人员以及广大用户的信息纽带与桥梁。
正式出版
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    厌氧膜生物反应器处理抗生素废水研究进展与展望

    张昱王辰韩子铭冯皓迪...
    623-633页
    查看更多>>摘要：中国是抗生素生产大国，抗生素生产过程伴随产生大量的含抗生素残留的有机废水，通常采用厌氧生物技术进行处理。然而传统的厌氧处理技术对抗生素废水存在效能不高的问题，并且难以实现废水中常规污染物、抗生素与耐药基因的协同控制。厌氧膜生物反应器同时具有厌氧处理与膜处理技术的优点，在处理抗生素废水方面展现出很好的应用前景。本文总结了厌氧膜生物反应器处理抗生素废水的研究进展，从常规污染物去除和耐药基因削减两方面阐述了厌氧膜生物反应器的处理优势;重点梳理了抗生素对厌氧膜生物反应处理过程中生物效能的抑制和耐药基因赋存的影响。在此基础上，提出"强化水解预处理去除抗生素残留效价(抑菌活性)-厌氧膜生物反应器"组合处理工艺作为短流程的抗生素废水处理最佳策略，在提升污水处理效能的同时实现对耐药性的协同控制，为制药废水绿色、高效和安全处理提供参考。

    厌氧处理技术制药废水耐药基因预处理技术强化水解

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    磁性木质素磺酸钠水凝胶对水中结晶紫的吸附性能

    谢慧嘉江南郭先哲刘卓状...
    634-643页
    查看更多>>摘要：为了处理染料废水，本研究通过自由基接枝共聚和原位沉淀法制备了磁性木质素磺酸钠水凝胶(Fe3O4@LS)，制备工艺简单环保，可实现木质素的高值化利用，且考察了 Fe3O4@LS对水中结晶紫(CV)的吸附性能。结果表明，在25℃下，Fe3O4@LS投加量为400mg·L-1、pH=7。0、CV初始浓度为1 00mg·L-1、吸附时间80 min时，对结晶紫的平衡吸附量和去除率均达到最大，分别为237。08 mg·g-1和94。83％，Fe3O4@LS对CV的吸附过程符合拟二级动力学方程及Langmuir吸附模型;一价和二价金属离子均会抑制Fe3O4@LS对CV的吸附，Fe3O4@LS具有良好的磁响应性，使其便于回收;再生实验结果表明，Fe3O4@LS是一种具有循环使用潜力的优良生物质吸附材料;构效分析结果表明，Fe3O4@LS的优良吸附性能归因于其充足的活性位点以及丰富的孔洞结构。

    磁性木质素水凝胶吸附结晶紫

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    基于层次聚类和水质指数法的南水北调中线总干渠典型年份水质变化特征分析

    郭芳刘信勇张鋆肖新宗...
    644-652页
    查看更多>>摘要：为探明南水北调中线总干渠水质变化特征和时空分异规律，选择总干渠典型年份30个断面10个水质指标的逐月监测数据，利用层次聚类和WQI水质指数法对水质变化进行分析。层次聚类将总干渠划分为3个渠段，陶岔至柳家佐连续24个断面为第一渠段，该渠段各项水质指标浓度相对较低，其中F。coli((44。41±56。11)个·L-1)、CODMn((1。94±0。11)mg·L-1)、SO42-((29。38±1。68)mg·L-1)和 DO((9。74±1。42)mg·L-1)等指标明显低于其他渠段;霸州、王庆坨、西黑山、惠南庄和团城湖为第二渠段，F。coli((184。5±323。16)个·L-1)、CODMn((2。08±0。29)mg·L1)、SO42-((27。21±1。81)mg·L-1)和DO((10。82±2。15)mg·L-1)等水质指标浓度有所升高;天津外环河为第三渠段，该渠段TN、NH3-N和BOD5浓度达到最大值，分别为(1。32±0。15)、(0。07±0。05)和(1。52±0。51)mg·L-1)。WQI计算结果表明，中线干渠WQI平均值在81～86之间，水质优良;夏季WQI平均值最低(81)，低于春季(84)、秋季(83)和冬季(84)，且WQI平均值沿程逐渐降低。该研究结果可为中线工程水质保护和管理提供理论依据。

    南水北调聚类分析WOI水质指数时空分异规律

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    基于InfoWorks ICM模型的白龙江流域甘肃段水质模拟及分析

    王亚军李森李肇隆
    653-662页
    查看更多>>摘要：针对白龙江沿岸农业种植、畜禽养殖等产业发展影响河流水质的问题，以甘肃省南部白龙江流域为研究对象，采用改进输出系数模型计算丰、平、枯水年等典型水文情景下流域内工业、农村生活垃圾、农村生活污水、畜禽养殖、城镇生活污水、城镇径流和农田径流等污染源污染负荷，基于InfoWorks ICM构建了白龙江水动力水质模型，模拟分析COD、TN、NH4+-N和TP等污染负荷分布特征，评估了最不利水文条件下白龙江水质污染风险，验证了该模型在流域水质污染模拟评估的适用性。研究结果表明，不同水文情景下污染物入河负荷主要来源存在显著差异，如丰水年和平水年农田径流是COD污染的主要来源，污染负荷分别达到1 382。56、1 058。98 t，而枯水年污染源主要是城镇径流。污染物负荷存在明显空间差异，研究区内子流域污染负荷空间分布不均匀，高污染负荷主要出现在中下游子流域。白龙江水质在汛期和非汛期差异较大，非汛期水质更差。通过模拟最不利水文情景(枯水年非汛期)发现，研究区内白龙江NH4+-N浓度最大位置出现在中下游，最高可达1。43 mg·L-1，且中下游TP浓度较高，最高值为0。35 mg·L-1，难以满足Ⅲ类水体水质要求，存在水污染风险。利用改进输出系数模型评估污染物负荷具有较好的可靠性，基于InfoWorks ICM构建的河流水动力水质模型在污染物时空分布评估适用性较强，为我国河流水质模拟和流域水环境治理提供示范参考和决策依据。

    水质模拟耦合模型污染负荷时空特征水环境治理

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    基于MIKE11的江南平原河网动态水环境容量分析

    洪志贤王传琳秦子晴栾博文...
    663-675页
    查看更多>>摘要：传统水环境容量以90％保证率下的设计枯水流量作为计算条件，存在水文计算条件单一、计算结果固定等局限性，不能很好地表征水流方向不定、产汇流过程复杂、污染负荷分散的江南平原河网的水环境容量。以宜兴市官林镇水系为研究对象，基于MIKE 11水质模型计算河网控制单元水环境容量，以探究江南平原河网水环境容量的动态特性。结果表明:MIKE 11模型法下官林控制单元COD、氨氮和总磷月均水环境容量为-152。80、0。92和-1。69t;桐梓控制单元COD、氨氮和总磷月均水环境容量为220。23、4。49和1。45 t;皇新控制单元COD、氨氮和总磷月均水环境容量为15。42、0。90和0。14t，呈现出明显动态特征。代表河道水环境容量与流量流速等水文要素有密切关系，市镇级等水质达标河道水环境容量与流速呈正相关，村级等未达标河道水环境容量与流速呈负相关。本研究可为平原河网水环境保护与管理提供重要参考和新思路。

    MIKE11动态水环境容量平原河网

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    一种新型可见光响应催化剂改性PATFC膜的制备及其抗污染性能

    李冬梅吴汉杰刘小勇蒋树贤...
    676-685页
    查看更多>>摘要：以AgI、氧化石墨烯(GO)和超薄g-C3N4(UCN)为前驱体，通过超声结合化学沉淀法合成可见光响应AgI@GO@UCN(AGU)光催化剂，然后采用氮气压滤与界面聚合结合，将AGU负载于支撑基底聚酰胺膜(PATFC膜)表面，得到AGU改性PATFC膜，并对其制备条件及其抗污染性能进行研究。结果表明:改性膜最佳制备条件为:AGU投加量30 mg，间二胺(MPD)水相溶液质量分数1。0‰，MPD浸泡时间2 min，均苯三甲酰氯(TMC)有机相溶液质量分数0。25‰，TMC浸泡时间45 s;在最佳制备条件下，改性膜纯水通量为21。84 L·(m2·h)-1(抽吸压力0。2 MPa)，对刚果红(CR)截留率可达97。80％;亲水性能显著改善，水接触角由57。1°(PATFC原膜)降至40。7°(AGU改性膜);可见光吸收性能提高显著，改性膜最大光吸收边带由原膜的387 nm红移至488 nm;改性膜抗污染性能很好，其比通量由PATFC膜的69。54％提升至92。75％;改性膜具有良好的光催化自清洁特性，光照60 min后膜通量恢复率可达95。83％;改性膜稳定性较高，重复利用6次后其通量恢复率仍可达92。35％，对CR截留率为97。29％。

    AgI@GO@UCN可见光催化剂PATFC膜抗污染性能光催化自清洁特性

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    模块化生物滤池-人工湿地对农村生活污水的处理

    张恒熙聂正鑫刘燕青杨珂...
    686-695页
    查看更多>>摘要：以常用的农村污水处理工艺"厌氧池+好氧生物滤池"为研究对象，对好氧生物滤池进行模块化设计，并与人工湿地相组合，将滤池出水接入潜流人工湿地。通过运行参数的调控，考察了工艺对COD、NH4+-N、TN、TP的去除效果，使其成为用于处理农村生活污水的新型组合处理装置。结果表明:在好氧生物滤池回流比为300％，布水间歇为2 min∶8 min时，组合工艺的出水NH4+-N、TN、COD和TP均满足《农村生活污水处理设施水污染物排放标准》(DB32/3462-2020)一级A标准中水质要求。对滤池不同高度上的微生物组成进行了分析，结果表明，池内微生物种类丰富，并以Proteobacteria、Firmicutes菌门为主。根据属水平上的微生物分析以及冗余性分析，对氮的去除主要发生在滤池的中下部。

    农村生活污水模块化生物滤池生物脱氮微生物群落

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    利用工业园区酒糟固废制备复合缓释碳源及其性能评估

    李亚南何友文刘遇瑶王元月...
    696-708页
    查看更多>>摘要：我国工业园区污水厂进水碳氮比(C/N)普遍较低，常需补充碳源以提高脱氮效果。酒糟富含蛋白质、碳水化合物等有机组分，可生物利用性好，但目前缺乏其作为缓释碳源的研究。本研究以工业园区酒糟固废为原材料，以聚乙烯醇(PVA)、海藻酸钠(SA)为骨架材料，利用低温冷冻化学交联法制备复合缓释碳源，并进行释碳性能和反硝化性能评估。结果表明:通过骨架材料配比以及乳化剂优化研究，缓释碳源的快速释放期可延长到3d，此阶段释碳过程为骨架溶蚀机制，单位质量缓释碳源的累积释碳量(以化学需氧量，即COD计)可达到1089mg·(g·L)-1。在酒糟用量为10g·L-1，骨架材料配比为PVA∶SA=8∶1，乳化剂为1。0％span80条件下制备的缓释碳源在投加量为0。19 g·L-1，初始硝态氮(NO3--N)为(41。53±0。1)mg·L-1时，反硝化出水溶解性有机物(DOM)的腐殖化程度最低、分子质量最小、芳香环取代基种类和取代基程度最低，总氮去除率为99。2％，反硝化速率达到4。08mg·(L·h)-1，为最佳缓释碳源。本研究结果可为工业园区的污水-固废协同治理提供参考。

    缓释碳源骨架材料酒糟释碳机制反硝化

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    中试紫外/氯工艺对饮用水中微量有机污染物及消毒副产物的削减

    刘丽忠李一繁尤立陈榕汶...
    709-717页
    查看更多>>摘要：针对水源微污染等问题，在某饮用水厂开展紫外/氯高级氧化工艺深度处理滤后水的中试研究，探究不同工艺条件下水中微量有机污染物(TrOCs，trace organic contaminants)的去除及消毒副产物(DBPs，disinfection by-products)的控制机制。结果表明，紫外/氯工艺可高效去除滤后水中的异丙甲草胺、多菌灵、吡虫啉等农药，上述基础工况下其总体去除率为87。1％。提高紫外剂量对各类农药去除率的提升效果优于增大加氯量。水中全氟化合物(PFCs，perfluorinated compounds)的去除效率一般，其中全氟辛酸(PFOA，Perfluorooctanoic acid)去除率(46。4％)相对最高，而部分工况下全氟己酸(PFHxA，perfluorocaproic acid)等出现浓度升高的情况，说明在紫外/氯高级氧化过程中可能存在长链PFCs向短链PFCs转化的降解途径。紫外/氯高级氧化过程伴随着一定量的三氯甲烷(TCM，trichloromethane)等DBPs的生成(≤ 8。8 μg·L-1)，但工艺出水的消毒副产物生成势(DBPsFP，formation potential of DBPs)下降明显，且加氯量越高消毒副产物的生成势越低，其最低值(12。9 μg·L-1)相较于处理前降幅达到66。3％。对滤后水中常规有机物指标进行分析，发现紫外/氯工艺可以强化去除滤后水中的芳香性和荧光性有机物，工艺出水的比紫外吸光度(SUVA)降至1。0L·(mg·m)-1以下，3类荧光组分的去除率在41。8％～71。6％。相关性分析结果表明，紫外/氯处理过程中DBPs的生成及后续DBPsFP的大小主要取决于水中荧光性/芳香性有机物组分的含量。

    紫外/氯饮用水农药全氟化合物消毒副产物消毒副产物生成势

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    玉米秸秆生物炭电极用于微生物燃料电池脱硫反硝化性能

    闫佳丽张铭川陈熙陈传杰...
    718-726页
    查看更多>>摘要：研究了玉米秸秆生物炭作为微生物燃料电池电极的性能。阳极以S2-为单一电子供体，阴极以NO3-为电子受体，以碳毡为对照电极，考察玉米秸秆生物炭电极用于生物燃料电池同步脱硫反硝化的电化学性能、产电性能以及污染物去除能力，分析了不同硫氮质量浓度比对生物炭电极微生物燃料电池脱氮除硫效率以及输出电能的影响。结果表明，玉米秸秆生物炭电极微生物燃料电池实现了更高的交换电流密度(22。42×10-3 A·cm-2)和更低的电荷转移电阻(4。24Ω)。与碳毡电极相比，玉米秸秆生物炭电极微生物燃料电池最大输出电压和最大功率密度分别提升了 18。91％和16。67％。当硫氮比为5∶4时，反应器脱硫反硝化和产电能力最佳。阳极室S2-出水质量浓度由120mg·L-1降至1。08 mg·L-1，去除率为99。1％，其中76。52％转化为SO42--S，阴极室NO3--N去除率为94。5％。此时反应器输出电压和功率密度也达到最大值，分别为450。68 mV和1。03 W·m-2。

    微生物燃料电池生物炭脱硫反硝化电催化

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