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期刊信息/Journal information
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
收录年代

    工业烟气CO2捕集-转化利用关键技术重要进展

    国家自然科学基金委员会工程与材料科学部工程科学三处
    1203-1204页
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    人工智能驱动的可持续环境基础研究系统

    李佳礼刘杰胡承志曲久辉...
    1205-1218页
    查看更多>>摘要：近年来，复合环境问题多发，应用传统研究方法难以灵活快速响应新型环境挑战。人工智能(AI)技术的快速发展为可持续环境基础研究提供了新思路。本文首先提出了复杂变化的环境物质系统的关键信息近似方法和系统方程，基于此提出了稳态及动态环境物质系统的机器学习框架。文章深入探讨了人工智能在分子性能预测、材料设计、蛋白质合成等基础学科领域的应用，并阐述了这些技术在新污染物预测、环境功能材料设计、活性污泥菌群优化等环境研究领域的迁移应用。基于此，详细介绍了人工智能在水处理工艺优化和机理研究中的应用，展示其解决环境问题的应用潜力，并提出了环境系统多组分信息融合策略。然而，要实现人工智能技术在环境领域的广泛应用，仍需克服系统关键描述信息构建难、数据匮乏和多组分信息融合技术的优化等挑战。

    人工智能环境系统工程环境应用水处理基于物理建模

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    连续流好氧颗粒污泥强化策略研究进展

    张海耿曹鑫圆上官端阳洪永远...
    1219-1232页
    查看更多>>摘要：好氧颗粒污泥(aerobic granular sludge，AGS)因其具有污泥浓度高、结构致密、生物活性强、沉降性能好、同步脱氮除磷和抗负荷能力强等优势，被认为是一种极具发展潜力的新型污水生物处理技术，有望在水污染控制领域得到推广应用。与传统的序批式反应器(sequencing batch reactor，SBR)相比，连续流好氧颗粒污泥反应器(continuous flow reactor-aerobic granular sludge，CFR-AGS)具有连续处理、运行简便、设备利用率高等优点，可满足大部分污水厂的水处理需求，故更具有研究与应用价值。通过对文献的整理和归纳，调研了国内外AGS的研究现状，分析了连续流工艺下污泥颗粒化的难点和局限性，提出了在连续流工艺条件下促进污泥颗粒化的策略，并展望了 CFR-AGS未来的研究方向和发展趋势。

    好氧颗粒污泥连续流研究进展污泥颗粒化策略形成机制

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    厌氧膜生物反应器研究与应用概述(代序言)

    郭广泽李倩李玉友
    1233-1239页
    查看更多>>摘要：在污水资源化及双碳目标驱动下，开发节能、低碳、资源回收型处理技术是污水和废弃物处理领域的重要发展方向。将厌氧消化与膜分离结合的厌氧膜生物反应器(anaerobic membrane bioreactor，AnMBR)具有能耗低、可回收能源以及处理水质较好等优势，在过去40 a已经在工业废水、有机固体废弃物以及城市污水的资源和能源化领域开展了广泛的研究。与传统厌氧消化技术相比，厌氧MBR通过膜分离过程延长了污泥停留时间，维持反应器中高生物量，促进了物质分解及甲烷转化，极大提高了厌氧消化的效率。为了推进厌氧MBR技术的工程化应用并提供技术与理论的支撑，《环境工程学报》编辑部邀请李玉友、盛国平、李倩3位教授组织了"厌氧MBR技术与有机废水资源化"专题，综述了厌氧MBR的发展历程、主要研究团队、在有机废水资源化中的应用及最新研究热点，作为该专题的代序言。

    厌氧MBR厌氧消化有机废水资源化

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    温度对厌氧膜生物反应器处理生活污水效能的影响

    焦城璠张嘉雯赵鹤翔李倩...
    1240-1247页
    查看更多>>摘要：为探明温度对厌氧膜生物反应器处理实际生活污水效能的影响，本研究考察了在不同温度(25、20和15℃)及水力停留时间(hydraulic retention time，HRT)(12 h和8 h)下，AnMBR的产甲烷效能以及膜污染特性。结果表明，当温度为25 ℃时，COD去除率达到81。9％，最高甲烷产率为0。21 L·g-1。20 ℃时，系统的厌氧消化性能与25℃相比差异不大，但当温度下降到15℃时，COD去除率为73。5％，最高甲烷产率只有0。08 L·g-1。微生物群落分析结果表明，乙酸营养型是主要的产甲烷途径，随着温度降低乙酸营养型产甲烷菌的丰度明显减少，因此，产甲烷菌活性降低是导致15℃时反应器厌氧消化性能下降的主要原因。当温度为25 ℃，反应器在HRT为8 h的膜污染速率是HRT为12 h的31。33倍。因此，在较低的运行温度下，系统难以实现在低HRT的长期稳定运行。膜阻力分析结果表明随着温度的降低，膜孔的有机物堵塞阻力占总阻力的比例有所增大，这是由于低温下胞外聚合物的增加所导致的。COD平衡结果表明，溶解性甲烷的释放量与甲烷的溶解性以及出水通量的大小有关。

    实际生活污水厌氧膜生物反应器温度资源回收溶解性甲烷

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    高温AnMBR处理餐厨垃圾膜过滤性能及清洗策略

    姜萌萌黄赳李鹏孙一博...
    1248-1255页
    查看更多>>摘要：厌氧膜生物反应器(AnMBR)运行过程中普遍存在膜污染，是制约其实际应用的主要问题。以餐厨垃圾为原料，在高温(50±1)℃和水力停留时间15 d条件下研究了纤维膜AnMBR的膜过滤性能和膜清洗策略。结果表明，该条件下AnMBR系统运行稳定，膜对COD、碳水化合物和蛋白质具有96％、98％和93％的截留率。发酵液含固率在系统运行稳定后维持在28 g·L-1左右，以7。8 L·(m2·h)-1的通量运行时发生较快的膜污染，而在5。4 L·(m2·h)-1的运行通量下则可明显延长27 d的过滤时间。此外，膜污染主要阻力来自泥饼层和有机污染阻力。经物理清洗后，采用质量浓度1 g·L-1的次氯酸钠溶液与2 g·L-1的柠檬酸溶液分别浸泡15h和2 h可恢复膜过滤性能。通过批示实验研究次氯酸钠对厌氧发酵微生物活性的影响，发现次氯酸钠溶液浓度低于0。5 g·L-1对厌氧产甲烷微生物活性影响较小。本研究从膜过滤和清洗的角度表明，AnMBR用于处理高浓度餐厨垃圾具有较好的处理性能，通过优化膜清洗策略可实现膜反应器的持续运行。

    餐厨垃圾高温厌氧膜生物反应器膜污染膜清洗策略

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    电刺激强度对厌氧膜生物反应器产甲烷与膜污染的影响

    黄志超赵珂康瑞鹏苏小莉...
    1256-1264页
    查看更多>>摘要：针对厌氧膜生物反应器(AnMBR)实现污水资源回收过程中存在的膜污染问题，研究了不同电刺激强度对AnMBR产甲烷效能及膜污染的影响。结果表明:适宜电刺激强度(1。0 V·cm-1)可实现较好的COD除效果，COD的平均去除率为(85。9±5。9)％。相比于AnMBR，当电刺激强度在0。5～2。0 V·cm-1，EAnMBR的膜污染周期延长了13。8％～24。0％，甲烷产率提高了 15。9％～43。8％，EPS 质量浓度减少了 3。5％～27。1％，SMP 质量浓度减少了 24。3％～52。0％。施加电刺激促进了以乙酸主导的挥发性脂肪酸的降解，氢营养型产甲烷菌Methanobrevibacter比乙酸型产甲烷菌更适应电刺激环境，而EPS产生菌Streptococcus的相对丰度随电刺激强度的增加而减少。基于甲烷资源化-延长膜污染周期的协同效果，施加2。0 V·cm-1的电刺激强度较为理想，以上研究结果可为AnMBR耦合电辅助工艺提供参考。

    厌氧膜生物反应器电刺激强度甲烷产率膜污染缓解

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    硫酸盐胁迫下AnMBR系统中亚可见颗粒物的生成及其膜污染行为

    李自聪陈子健周忠波陈玉成...
    1265-1272页
    查看更多>>摘要：硫酸盐废水的厌氧生物处理一直是研究热点，关于硫酸盐对厌氧膜生物反应器(AnMBR)污泥混合液性质和上清液颗粒物组成及其膜污染行为的影响仍不明确。设置了 3组AnMBRs，分别在不同COD/SO42-比值(＞10、2。5和0。5)下运行约200 d，探究了硫酸盐胁迫下AnMBR系统性能和上清液亚可见颗粒物(0。45～10 μm)的产生及其膜污染行为。结果表明，随着COD/SO42-比值的降低，上清液中COD值明显上升;当COD/SO42-比值为0。5时，上清液COD增至近4 000mg·L-1，H2S比例则高达约1。6％，产甲烷被严重抑制。相应地，高硫酸盐胁迫下跨膜压差TMP的增长速率显著增加。通过死端过滤实验发现，在相同TSS浓度下，高硫酸盐AnMBR系统中污泥混合溶液呈现出最差的过滤性能，其中上清液过滤性能与污泥混合液几乎相同;在相同COD值下高硫酸盐系统上清液过滤速度最慢，且膜阻力最高，滤饼层阻力占比高于95％。颗粒物尺寸分布分析结果表明，高硫酸盐胁迫下AnMBR上清液中亚可见颗粒物的占比大大增加(小于10 μm的颗粒物占比高达75％～80％);相比于污泥上清液，在高硫酸盐胁迫下AnMBR膜表面滤饼层中0。45～1 μm和1～5 μm的亚可见颗粒物具有较高的累积潜能。以上研究结果可为进一步优化膜污染控制提供参考。

    厌氧膜生物反应器膜污染硫酸盐微细颗粒物

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    纳米洋葱碳强化厌氧膜生物反应器处理氯霉素废水

    朱明超李娜陆勇泽胡朝霞...
    1273-1282页
    查看更多>>摘要：针对氯霉素难以生物降解的问题，本研究将纳米洋葱碳(carbon nano-onions，CNOs)作为导电材料投加到厌氧膜生物反应器(anaerobic membrane bioreactor，AnMBR)去除废水中的氯霉素(chloramphenicol，CAP)，探讨了 CAP 的厌氧降解途径和抗生素抗性基因(ARG)分布的情况，解析了 CNOs对氯霉素去除的强化作用。质谱检测结果表明CAP和参与三羧酸循环的物质之间发生了酯化反应，这些降解产物的毒性低于CAP。此外，CNOs的添加促进了部分三羧酸循环酶的上调，进一步降低了 CAP的生物毒性。研究还发现CNOs可以增强ARG的水平基因转移，其中intll基因的相对丰度显著增加。另一方面，AnMBR的膜组件有效截留了 ARG。采用序批实验进一步研究CNOs对氯霉素去除的强化作用，结果表明，添加CNOs的实验组中，反应10 h时CAP去除率为90。4％，远高于未添加CNOs的对照组(59。4％)。此外，添加CNOs的厌氧生物体系24 h内甲烷产量为46。1 mL，远高于对照组，且产甲烷滞后时间更短。以上结果表明CNOs强化了厌氧生物体系对氯霉素废水的去除效果，降低了 CAP的生物毒性，可为AnMBR处理抗生素废水提供参考。

    纳米洋葱碳厌氧膜生物反应器氯霉素抗生素抗性基因废水处理

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    高浓度氨氮对厌氧膜生物反应器处理养猪废水的抑制影响及生物炭缓解效能

    张波王高骏付鹏陈奕志...
    1283-1291页
    查看更多>>摘要：针对养猪废水中高浓度氨氮对甲烷发酵过程的抑制问题，研究了不同氨氮负荷对厌氧膜生物反应器(anaerobic membrane bioreactor，AnMBR)处理养猪废水效能的影响及生物炭投加的缓解调控效能。结果表明，在(外源)氨氮负荷为0、3000、4 500 mg·L-1时，常规AnMBR的甲烷产率分别为85。2％、73。2％、51。7％，生物炭的投加可使甲烷产率提高至93。2％、83。7％、63。7％。随着氨氮负荷的提高，AnMBR对污染物的去除能力下降:氨氮负荷由0提升至4 500mg·L-1时，常规AnMBR对养猪废水中化学需氧量(chemical oxygen demand，COD)、多糖、蛋白的去除率分别由94。0％、95。7％、86。8％降低至92。4％、90。2％、80。2％，生物炭的投加使其去除率维持在92。7％、91。6％、84。3％。进一步研究发现，高浓度游离氨(free ammonia，FAN)的存在是导致AnMBR发酵效能下降的主要原因。且在氨氮负荷由3 000 mg·L-1提高到4 500 mg·L-1时，常规AnMBR污泥中的可溶性微生物产物(soluble microbial products，SMP)与微生物胞外聚合物(extracellular polymeric substances，EPS)含量分别提高了 84。1％、62。6％，其中，芳香族蛋白类是微生物代谢产物的主要物质;生物炭的投加减少了 17。9％～27。1％的SMP含量与2。6％～9。3％的EPS含量。挥发性脂肪酸(volatile fatty acids，VFA)甲烷发酵活性实验结果表明，高浓度氨氮主要抑制了乙酸降解微生物的比产甲烷活性，而生物炭的投加利于维持污泥在高氨氮浓度下的乙酸盐降解产甲烷能力。本研究结果可为缓解高浓度氨氮抑制AnMBR处理养猪废水效能的应用提供参考。

    养猪废水厌氧膜生物反应器氨氮抑制生物炭微生物代谢产物

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