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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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    厌氧膜生物反应器处理市政污水中试系统中溶解性微生物产物特性及膜污染行为

    罗鸿薛晶晶雷振陈荣...
    1292-1300页
    查看更多>>摘要：溶解性微生物产物(soluble microbial products,SMP)引起的膜污染是限制厌氧膜生物反应器(anaerobic membrane bioreactor,AnMBR)工程化应用的主要原因.基于大型中试AnMBR污水处理工程,考察了 SMP的物质组成及荧光特性,解析了膜及膜上污染物对SMP的截留特征,揭示了 SMP中不同有机组分的膜污染行为及污染层特征.结果表明:AnMBR高效稳定运行时SMP平均质量浓度为(119.3±10.0)mg·L-1(以溶解性有机碳计),主要是分子质量(molecular weight,MW)≥ 100 000 Da(77.3±8.1)％的大分子,组分为木质素及富羧基脂环分子类(45.2％)、蛋白质及氨基糖类(26.1％)和脂质类(14.0％).膜及膜上污染物对SMP具有较高的截留率(83.7±5.4)％,其中MW≥100 000 Da的大分子截留率达到98.8％,其他中小分子截留率为10％～26％.耗散型石英晶体微量天平分析发现大分子在膜界面吸附量高,是SMP中引起膜污染的主要组分;中小分子(MW＜100 000Da)形成的膜污染层更密实,导致了膜通量快速降低和不可逆污染.本研究深入揭示了 AnMBR中SMP特性及膜污染行为,为高效膜污染控制方法开发提供参考.

    厌氧膜生物反应器中试工程溶解性微生物产物膜污染

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    农村黑臭水体综合评估方法

    彭佳华鹿晓菲史斌蔡文倩...
    1301-1307页
    查看更多>>摘要：农村黑臭水体的排查是美丽乡村建设的重要环节.以河南省周口市3个县的141个农村黑臭水体为评估对象,运用相关性分析、多元回归分析以及识别结果敏感性分析等方法,探索并建立了一种新的农村黑臭水体评估方法.结果表明,相较于传统的指南法,新方法在黑臭水体的判别上更为精确.指南法在一般水体的评估上适用,但在评价黑臭程度的水体时,各评价指标的分歧较大,真阳性率较低.新方法考虑了农村黑臭水体的形成原因,将指南法中的溶解氧(DO)替换为总磷(TP),并提出了一种"感官+NH3-N+TP"融合的综合评价方法,更符合农村黑臭水体的实际情况.新方法的黑臭水体评估准确率(AUC)为0.86,显著高于指南法的0.71.新方法快速、简洁且贴近实际,为我国广大农村地区黑臭水体的识别和下一步的治理提供了可靠的依据.

    农村黑臭水体综合评价多元回归分析灵敏度受试者工作特征曲线

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    水产养殖尾水-农田退水联合净化工艺设计

    顾佳艳胡莹莹薛文谨何国富...
    1308-1316页
    查看更多>>摘要：水产养殖尾水和农田退水是农业面源污染的主要来源之一.本研究基于466 666.7 m2现代农业地块,设计了一套水产养殖尾水和农田退水联合净化工艺,主要包括生态净化沟渠模块、农田净化模块以及景观湿地林模块.其中,生态净化沟渠旨在充分利用小型河道排水系统控制N、P等污染物浓度,包括生态集水预处理沟、悬浮生态床沟、生态输水廊道及调节稳定生态沟.结合水产养殖尾水和农田退水水质特点,设计出水水质目标为化学需氧量(COD)≤40mg·L-1、总氮(TN)≤3mg·L-1、总磷(TP)≤0.5 mg·L-1.经一年跟踪监测,出水水质达到设计目标,此外,除TN指标,COD和TP均有8个月能够满足《地表水环境质量标准》(GB 3 838-2002)111类水质要求.工程实施后,地块在保留原有生产功能的基础上兼具了水质净化及景观风貌功能.本工艺设计理念及工程实践可为其他农村地区农业面源污染控制,尤其是养殖尾水-农田退水联合净化提供借鉴.

    养殖尾水农田退水面源污染工艺设计水质净化与生态修复

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    白洋淀入淀河流影响区水体综合耗氧特征及影响因素

    朱子扬曹恩娟温胜芳单保庆...
    1317-1327页
    查看更多>>摘要：针对白洋淀入淀河流影响区夏季溶解氧(DO)浓度过低的现象,综合采用水质数据时间序列分析、水体综合耗氧实验模拟和相关性统计分析等方法深入研究了府河影响区的南刘庄国控断面溶解氧逐时变化规律、不同下垫面类型水体耗氧速率以及其影响因素.结果表明:1)南刘庄断面DO质量浓度呈现出春秋季高夏季低的趋势,在水质逐年改善的背景下2022年夏季DO质量浓度仍低至1.5 mg·L-1左右;DO质量浓度日变幅在0.5～5.7 mg·L-1 之间,均值为2.3 mg·L-1,呈现出夏季＞春季＞秋季的状态;2)府河影响区水体耗氧速率在0.024 0～0.049 9 mg·(L·h)-1之间,不同下垫面水域类型水体呈现水道≈淀面＞沟壕的状态;不同深度水体基本呈现下层＞上层和中层的趋势;水体综合耗氧速率中沉积物耗氧速率与水体耗氧速率的比值为1.55,水体和沉积物耗氧均是水体DO较低的重要原因;3)南刘庄断面DO质量浓度年内变化趋势与叶绿素a(Chla)(p＜0.01)、浊度(p＜0.01)和CODMn质量浓度(p＜0.01)呈显著负相关关系;水体耗氧速率与叶绿素a(Chla)(p＜0.01)、DOC(p＜0.05)和CODMn质量浓度(p＜0.05)呈显著正相关关系.降低河流来水浊度、抑制入淀河流影响区域夏季浮游藻类爆发增长、阶段开展生态清淤降低沉积物本身和孔隙水污染物扩散带来的高耗氧本底问题是白洋淀水质稳定达到Ⅲ类的根本保障.

    白洋淀入淀河流影响区溶解氧水体综合耗氧影响因素

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    AC-Fe/Ni联合次氯酸钠去除水中硝酸盐氮

    覃思思徐宇航杜志利王明曦...
    1328-1336页
    查看更多>>摘要：随着工业、农业的快速发展,硝酸盐氮(NO3--N)的污染范围不断扩大、污染程度不断加深,因此,有效去除水中的NO3--N具有重要意义.本研究通过在活性炭上原位负载零价铁和镍,制备了载铁/镍双金属活性炭(AC-Fe/Ni),并联合次氯酸钠去除水中的NO3--N.结果表明,AC-Fe/Ni能够快速还原NO3--N,反应20 min时NO3--N的去除率为99.29％,比AC-Fe提高40％,且N2选择性提高8％.AC-Fe/Ni在酸性和碱性条件下均能有效还原NO3--N,但碱性条件更有利于形成N2.减少材料投加量或提高NO3--N初始质量浓度均会降低NO3--N的去除率;共存阴离子、阳离子、有机物对NO3--N的去除无明显影响.NO3--N的还原过程总铁释出量仅为0.28 mg·L-1,总镍浓度低于0.05mg·L-1.与此同时,次氯酸钠联用能有效去除出水中的NH4+-N,反应60 min时溶液中残余氨氮仅为0.28 mg,L-1.

    硝酸盐氮活性炭铁/镍双金属次氯酸钠

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    平板陶瓷膜MBR膜污染优化控制—活性炭粒径的影响

    田家宇刘畅黄睿高珊珊...
    1337-1345页
    查看更多>>摘要：采用机械强度高、耐刮擦性能好的平板陶瓷膜,构建了膜生物反应器(MBR)城市污水处理系统,对比研究了颗粒活性炭(GAC)和粉末活性炭(PAC)在膜污染控制与污染物去除中的作用.结果表明,GAC组在运行初期由于颗粒炭较强的刮擦作用表现出较好的膜污染减缓效果,跨膜压(TMP)增长速率降低17％,但中后期效果不明显.PAC组在运行中后期展现出明显的抗污染优势,TMP增速降低了 28％.机理分析结果表明,PAC组混合液中胞外聚合物(EPS)含量降低了 49％,污泥絮体平均粒径增大了 102 pm.此外,PAC的投加使得MBR总氮(TN)去除率提升了17％,COD去除率也有所提高.研究结果为平板陶瓷膜MBR膜污染的优化控制与高效运行提供了技术支持.

    膜污染膜生物反应器平板陶瓷膜粉末活性炭颗粒活性炭

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    改性炭黑导电剂强化流动电容去离子脱盐性能的机制

    余铭浩陈梦杨晨旭李耘科...
    1346-1354页
    查看更多>>摘要：流动电极电容去离子是一种可连续运行、低能耗的新型电化学脱盐技术.在流动电极中添加导电剂是提升其脱盐性能的常用手段,但常用的导电剂如炭黑(carbon black CB)、碳纳米管(carbon nanotubes CNT)等的强疏水性会影响流动电极的电子传递效率和流动性,因此,提高导电剂亲水性并充分利用其吸附能力是提高流动电极脱盐性能的关键.本研究利用H2O2对炭黑进行氧化改性,通过调节氧化时间,制备了系列具有不同亲水性、表面含氧官能团的炭黑改性材料(CBO),并对其进行了详细的物理和电化学特性表征.在此基础上进一步探究了系列炭黑材料作为导电剂对装置脱盐效果的影响规律,同时优化了系统运行参数.结果表明,由H2O2氧化12 h所制备的炭黑材料作为导电剂时,装置具有较好的脱盐性能,在CBO-12投加量为0.25％、施加电压为1.2 V时,装置的平均除盐速率和电荷效率分别为0.464 μmol·(cm2·min)-1和83.1％.进一步表征发现,优异的脱盐性能归因于适当的氧化改性,可有效改善CB的疏水性,并在其表面引入大量含氧官能团,在改善流动电极电荷传递能力的同时,还能充分利用改性CB的吸附性能.

    流动电容去离子氧化改性炭黑表面性质脱盐

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    紫外光/乙酸钠体系去除水体中硝态氮

    陈冕怡吴磊
    1355-1364页
    查看更多>>摘要：通过构建紫外光(UV)/乙酸钠高级还原体系(ARP),产生强还原性的二氧化碳自由基(·CO2-),从而将水中硝酸盐(NO3-)转化为气体溢出.采用电子自旋共振波谱仪(ESR)对反应体系中·CO2-进行了鉴定,并考察了乙酸钠初始投加量、初始pH、水中常见的离子及溶解性有机物对反应体系还原效能的影响.结果表明:在硝酸盐的初始质量浓度(以N计)为16mg·L-1,乙酸钠投加量为4mmol·L-1,反应溶液的pH为7.45,采用125W、365 nm的高压汞灯作为光源时,紫外光/乙酸钠体系对水中硝酸盐和总氮(TN)的去除率分别为98.4％和86.4％.水体的酸性条件和紫外灯高功率有利于提高反应效能,而水中常见的阴离子如氯离子(Cl-)、硫酸根离子(SO42-)、碳酸氢根离子(HCO3-)及溶解性有机物如腐殖酸(HA)会对NO3-的去除效率也有一定影响.

    高级还原紫外光乙酸钠二氧化碳自由基硝酸盐

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    多种类抗生素对垂直流人工湿地净化作用的影响机制

    王梦婷郑于聪郝梦晴程晓阳...
    1365-1372页
    查看更多>>摘要：针对抗生素残留造成的水环境安全问题,以提升人工湿地的水质安全保障功能为目的,研究抗生素对人工湿地净化功能的影响机制.通过构建添加抗生素组上向垂直流人工湿地(CW-A)和对照组人工湿地(CW),研究多类别抗生素在人工湿地中的去除特点及其对人工湿地污染物去除效果、植物生长特性,微生物群落组成的影响作用.结果表明,人工湿地对环丙沙星(CIP)的去除率为96.03％,显著高于对磺胺甲恶唑(SMX)(76.70％).CIP与SMX的加入对人工湿地的COD和TP去除效果没有显著影响(89.55％、86.53％和47.59％、50.39％,P＞0.05).抗生素对湿地植物细胞产生了一定程度的破坏,导致CW-A中植物的生物量相对CW中植物减少了 20.63％;高通量测序结果表明,抗生素降低人工湿地中脱氮功能菌属Chlorobaculum、Zoogloea、Pseudomonas和Acinetobacter的相对丰度,并显著影响了 CW-A的TN去除效果,使其去除率(34.82％)显著低于CW(40.72％,P＜0.05).

    人工湿地磺胺甲恶唑环丙沙星植物微生物群落

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    聚吡咯电响应膜的油水分离及抗污染性能

    任慧玲陆成海孙境求俞开昌...
    1373-1380页
    查看更多>>摘要：膜分离是重要的油水分离技术,但由于高分子膜材料的疏水性,在油水分离过程中易发生膜的油污黏附和堵塞,导致膜分离效果下降和膜工作寿命缩短.该研究采用共混改性-原位化学氧化一步法制备了聚吡咯(PPy)导电膜,发现PPy掺杂后膜表面具有更多微纳凸起结构,粗糙度增加;施加还原电位可调节膜孔径收缩并增加亲水性,提高油水分离性能和抗污染能力.持续施加-1V电压时,PPy导电膜孔径收缩10.59％,水接触角由96 °降低至45 °;此时油水分离效率高达99.38％.经过5次乳化液污染循环实验后,PPy导电膜仍可保留77.11％的通量,相较未改性时膜通量提升5倍.制备的PPy导电膜兼具良好的油水分离效果与抗油污性能,在含油废水处理领域具有较好的应用前景.

    聚吡咯导电膜油水分离抗污染

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