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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。
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    纳米Fe2O3强化MBF生物巢脱氮的机制

    李婉蒙徐保荐孙朋黄婷...
    1104-1112页
    查看更多>>摘要：针对我国市政污水C/N比偏低的问题，本研究旨在探讨纳米氧化铁在MBF生物巢反应器中对低C/N比市政污水处理的强化脱氮效果及其机理。将纳米氧化铁添加到MBF生物巢反应器中，处理实际低C/N比市政污水，通过监测脱氮效率和碳源利用情况，结合微生物群落结构和功能基因表达量的分析，评价其处理效果。结果表明，纳米氧化铁的加入可显著提高反应器的脱氮效率，脱氮率提升了 58％。微生物群落结构分析结果表明，纳米氧化铁影响了特定脱氮微生物的相对丰度。功能基因表达量分析结果表明，纳米氧化铁下调了微生物外膜上电子转移蛋白的表达，减少了种间电子传递，从而提高了胞内电子的有效利用率。以上结果表明，纳米氧化铁通过调节微生物群落结构和功能基因表达，可提高碳源的利用效率，进而实现对低C/N比市政污水的有效脱氮，可为市政污水处理提供技术途径参考。

    纳米氧化铁生物巢生物接触氧化反应器低C/N污水脱氮效率

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    多点进水多级生物接触氧化工艺处理农村生活污水

    马宁何鹏飞付金祥张辉...
    1113-1119页
    查看更多>>摘要：针对农村地区生活污水的特点，设计好氧-缺氧-缺氧-好氧的多级生物接触氧化工艺，通过控制进水位置及比例、水力停留时间等参数，分别考察了单点进水和多点进水条件下生物接触氧化工艺的除碳脱氮性能。结果表明:当进水比例为好氧池1#与缺氧池1#=4∶1，HRT为6。55h时，生物接触氧化工艺出水水质最优，COD、NH4+-N及TN的出水平均浓度分别为20。2、0。5、9。0 mg·L-1，平均去除率分别为92。0％、97。1％、64。3％。出水水质达到北京市《农村生活污水处理设施水污染物排放标准》(DB11/1612-2019)》一级A标准。

    农村生活污水生物接触氧化多点进水脱氮水力停留时间

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    生物炭负载铁纳米颗粒对水溶液中镉的吸附性能

    赵子萱刘则序隋悦孙博文...
    1120-1129页
    查看更多>>摘要：通过高温共热解落叶粉末与Fe3O4的混合物，同步实现了生物质炭化和三价铁的还原，一步制备了含有零价铁的生物炭负载纳米铁颗粒(FeNPs@BC)。批量吸附实验结果表明:当落叶生物质粉末与Fe3O4的比例为25∶1时，制备的复合材料对镉的吸附效果最佳。吸附动力学符合准二级动力学模型，吸附等温线符合Langmuir模型。这证明FeNPs@BC主要以化学吸附为主，室温下最大平衡吸附量可达145。208 mg·g-1。FeNPs@BC对水中Cd2+的吸附能力优越，制备工艺简单，为生物炭基材料去除污水中Cd2+可提供理论基础和可替代的吸附材料。

    生物炭零价铁镉吸附

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    梯度曝气A2O2-MBR工艺强化同步硝化反硝化效能

    刘钢王丽温榛煌谌建宇...
    1130-1143页
    查看更多>>摘要：针对城镇污水厂对低C/N比污水脱氮效果差、能耗高的问题，研发了梯度曝气A2O2-MBR工艺，设置单独的低氧池(O，池)和好氧池(O2池)，O1和O2池DO质量浓度逐步降至0。6 mg·L-1和1。7 mg·L-1。进水碳氮比(C/N)从6。0逐步降至5。0和4。0，总氮(TN)去除率保持在85％左右。O1和O2池同步硝化反硝化效率保持在90％左右，O池(O1池+O2池)和膜池对TN去除的贡献在82。5％以上，对COD去除的贡献在64。9％～83。2％。高通量测序结果表明，在低DO低C/N比条件下，系统中亚硝酸盐氧化菌(nitrite-oxidizing bacteria，NOB)丰度下降，反硝化聚糖菌(denitrifying glycogen accumulating organisms，DGAOs)丰度增加;反硝化菌类群丰富，其中Pseudomonas的丰度最高，Thauera和Zoogloea在低C/N比条件下丰度增加。大部分TN通过常规异养反硝化菌(denitrifying bacteria，DNB)去除，DGAOs的贡献较小。与启动阶段相比，O1池和O2池总曝气量下降了 44。2％。结果表明，通过采用梯度曝气方式，并逐步降低DO浓度，可促进功能菌的富集，强化SND作用，改善TN去除效果，并降低能耗。

    城镇污水生物脱氮同步硝化反硝化溶解氧控制高通量测序

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    碳纳米管强化高铁酸盐降解苯扎贝特的效能与机理

    黄先锟田晨浩郑志宏刘超...
    1144-1150页
    查看更多>>摘要：高铁酸盐具有较强的氧化性，是一种在水和废水处理中有较大应用潜力的绿色氧化剂，但对水中部分微污染物降解效果较差。本文研究了碳纳米管对高铁酸盐降解苯扎贝特的强化效果，探究了强化降解反应的途径，考察了水质因素对降解效果的影响，鉴定了强化降解的关键活性物种。结果表明，碳纳米管的表面羟基对强化高铁酸盐降解有促进作用，在碳纳米管存在且质量浓度为4 mg·L-1时，苯扎贝特的去除率由2％升至69％。酸性条件有利于碳纳米管强化高铁酸盐降解苯扎贝特;当水pH由8。0降至6。0时，表观反应速率常数由89 L·(mol·s)-1提升至415 L·(mol·s)-1。碳纳米管可强化Fe(Ⅵ)向Fe(Ⅴ)的转化，并使Fe(Ⅴ)成为提高苯扎贝特强化降解效果的关键活性物种;常见阴离子对强化氧化有抑制作用，影响程度为PO43-＞SiO32-＞HCO3-＞C1-＞NO3-＞SO42-。

    高铁酸盐碳纳米管苯扎贝特强化氧化动力学

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    多氧态垂直流人工湿地系统的构建及其污染物去除特性

    申志强徐嫚嫚王欣张琴...
    1151-1160页
    查看更多>>摘要：针对传统垂直流人工湿地因缺少厌氧及缺氧环境，反硝化能力较弱的问题，本研究对传统垂直流人工湿地系统进行了结构改造，构建为分内、外两层的多氧态垂直流人工湿地，在不降低其原有硝化能力的同时，通过增加系统的厌氧及缺氧体积，提升其反硝化能力。对该湿地系统在不同水饱和比、不同HRT条件下的污染物去除效率、基质中微生物群落结构演变规律以及氮循环功能基因的分布特征等进行的研究表明:当外层水饱和比为1∶2，HRT为24h时，多氧态垂直流湿地系统对NH4+-N和COD的净化效果最好;系统氮循环功能微生物的数量在外层中的分布高于内层，且对系统的硝化和反硝化功能均有促进作用，可提升系统总的氮去除效率。以上研究结果可以为多氧态垂直流人工湿地系统的推广和应用提供参考。

    多氧态垂直流人工湿地水饱和比去除效率功能菌功能基因

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    废弃聚氯乙烯塑料衍生的氮掺杂碳纳米片活化过一硫酸盐去除水中四环素

    龚焱汤琪白纯曹鹤龄...
    1161-1171页
    查看更多>>摘要：本研究分别以废弃聚氯乙烯塑料和三聚氰胺作为碳源和氮源，采用高温热处理方法制备了氮掺杂薄层纳米碳片材料，并对其活化过一硫酸盐(PMS)去除水中抗生素四环素(TC)的性能进行研究。考察了 PMS浓度、催化剂投加量、pH及不同离子对TC去除的影响。多种物化表征结果表明，所制备材料为薄层纳米片结构且主要由碳、氮和氧元素组成。降解实验结果表明，该催化剂具有较优的活化过一硫酸盐(PMS)去除TC的性能。在投加PMS浓度为1 mmol·L-1、催化剂投加量为0。1 g·L-1条件下，催化剂去除TC活性最佳，反应30 min后，TC的去除率达到98％。自由基捕获实验和电子自旋共振测试结果表明，该催化剂活化PMS降解TC过程中，起主导作用的为单线态氧、超氧自由基。重复性实验结果表明该催化剂具备较好的稳定性。本研究可为新型高效活化PMS碳基催化体系的开发及其在环境污染控制领域的应用提供参考。

    过一硫酸盐氮改性碳聚氯乙烯四环素

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    微纳米级天然黄铁矿负载nZVI去除水中Cr(Ⅵ)

    解崇巍高雨欣马鑫辉王婷...
    1172-1182页
    查看更多>>摘要：采用机械活化(球磨)的方式，制备了微纳米级天然黄铁矿。同时以此作为载体材料，通过液相还原法制备了微纳米级天然黄铁矿负载纳米零价铁(nZVI/黄铁矿)去除水中的Cr(Ⅵ)。分析了 nZVI/黄铁矿中黄铁矿和nZVI的质量比、反应初始pH对Cr(Ⅵ)去除效果的影响，并结合动力学、吸附等温线和热力学的拟合结果，对反应机理进行了探讨。结果表明，在nZVI/黄铁矿去除Cr(Ⅵ)的实验中，黄铁矿和nZVI的最佳质量比为1∶2，且黄铁矿的负载加强了nZVI在酸性和碱性条件下对Cr(Ⅵ)去除能力。除此之外，nZVI/黄铁矿和nZVI对Cr(Ⅵ)去除过程均符合准二级动力学模型和Freundlich等温吸附曲线，吸附过程由物理吸附和化学吸附共同控制，为极易发生的多层吸附。反应体系中ΔG＜0、ΔH＞0、ΔS＞0，为熵增吸热反应，可以自发进行。nZVI/黄铁矿对Cr(Ⅵ)具有更好的吸附性能和还原固定效果，反应更容易进行。以上研究结果可为天然黄铁矿和零价铁协同处理重金属的实际应用提供技术支持。

    纳米零价铁天然黄铁矿铬机械活化

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    有机碳源对异养硝化-好氧反硝化生物脱氮的影响及其优化

    谭丰佚刘新颖党岩李继云...
    1183-1191页
    查看更多>>摘要：异养硝化-好氧反硝化(HN-AD)是一种新型的高氨氮有机废水生物脱氮技术，目前在纯菌系统中的研究较多而更适合真实应用场景的混菌系统相关研究则较为缺乏，限制了技术的推广应用。本研究首先开发了具有HN-AD功能的活性污泥驯化方法并进行了验证，然后研究了碳源种类和C/N比的影响并进行了优化。结果表明，HN-AD污泥被成功驯化，自养硝化菌的丰度占比较低(＜1％)，在最佳脱氮效果运行条件下，Thauera逐渐富集并成为HN-AD系统的优势功能菌，其丰度占比高达69。7％。有机碳源对HN-AD脱氮系统具有重要影响，采用混合碳源(柠檬酸钠、乙酸钠、丁二酸钠，溶液中三者的COD比=1∶1∶1)并在C/N=20时实现了 95％的氨氮去除率和89。6％的总氮去除效率，同时COD去除率高达92％，可实现高效脱氮和有机物去除。

    异养硝化-好氧反硝化碳氮比氨转化率微生物群落反应动力学

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    饮用水消毒工艺对抗生素耐药性风险的影响及其机理

    黄鸿彬汪淑雅王文豪于起东...
    1192-1202页
    查看更多>>摘要：为探究饮用水消毒工艺对耐药性风险的影响及其机制，本研究模拟了中试运行条件下不同消毒工艺的运行，采用基于高通量测序的宏基因组学方法分析不同消毒工艺对抗生素耐药基因(ARGs)丰度、潜在移动性和潜在致病性的影响，综合评估其对ARGs风险的控制效果并解析其机制。结果表明，臭氧-氯化消毒(O-C)显著降低了 ARGs的总相对丰度，季铵盐树脂-氯化消毒(AR-C)和季铵盐树脂-紫外消毒(AR-UV)则显著增加了 ARGs的总相对丰度。同时，AR-C和AR-UV增加了可移动遗传元件(MGEs)的总相对丰度，促进了 ARGs与MGEs的共存在。此外，这2种消毒工艺提高了毒力因子(VFGs)的总相对丰度，其中进攻型和其他型VFGs的贡献最大。AR-UV还能促进ARGs与VFGs的共存在，多重耐药类ARGs与VFGs的基因组合是主要的共存模式。总的来说，AR-C和AR-UV提高了ARGs的潜在风险。消毒改变了 ARGs潜在宿主的组成和丰度，宿主改变和水平基因转移是消毒过程中ARGs变化的关键因素。

    饮用水消毒抗生素耐药基因耐药性风险宏基因组学

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