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环境工程学报
中国科学院生态环境研究中心
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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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    硅藻土负载α-MnO2纳米复合材料催化臭氧氧化溴氨酸钠的性能及机理

    丁兆罡龚程刘升吕新新...
    1860-1871页
    查看更多>>摘要：采用水热法成功合成了 4种晶相结构的MnO2及将其负载在硅藻土上的纳米复合材料,并对其催化臭氧氧化降解溴氨酸钠(BAA)性能进行了详细研究.采用XRD、SEM、CV、EIS等手段对材料进行表征,α-MnO2/DE更低的极化电阻以及更快地电子转移效率是其性能优异的原因.单因素实验结果表明,α-MnO2/DE催化臭氧氧化反应体系能在30 min内将50 mg·L-1 BAA完全降解.通过对反应前后XPS表征、自由基淬灭实验、ESR分析研究该反应体系的催化机理.结果表明,Mn(Ⅲ)作为反应活性位点使O3吸附并活化产生ROS,同时该体系的主要活性氧物种为·OH.此外,离子干扰实验和循环实验证明该新型催化剂具有优异的稳定性和广阔的应用前景.

    非均相臭氧催化氧化MnO2硅藻土溴氨酸钠机理

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    缓释型活性炭负载纳米铁(nZVI-C)对废水中Cr(Ⅵ)的去除性能及机制

    赵博陈芳米世灿么强...
    1872-1880页
    查看更多>>摘要：纳米零价铁(nanoscale zero-valent iron,nZVI)具有污染物去除效率高、易制备、成本低、环境友好等优点,在环境修复领域得到广泛应用.目前针对nZVI的研究热点是通过改性,改善其易团聚、易被氧化等缺点并提升修复性能.本研究将负载法和聚合物包覆改性法相结合,使用活性炭和绿色无毒聚天冬氨酸(polyaspartic acid,PASP)对nZVI起到了良好的稳定和缓释效果,减少了 nZVI的团聚并增大了比表面积、延长了反应平衡时间,显著提升了对水中Cr(Ⅵ)的去除效果.铁碳比为2:1时,复合材料的修复性能是nZVI与活性炭单独处理加和的1.75倍,最高可去除99.91％的Cr(Ⅵ).本研究还通过正交实验筛选了复合材料的最佳制备条件,分析了 C-PASP-nZVI投加量、污染物浓度和pH对含Cr(Ⅵ)废水修复效果的影响.C-PASP-nZVI对Cr(Ⅵ)的吸附动力学过程符合Lagergren准二级模型,说明复合材料对Cr(Ⅵ)的去除过程由化学吸附主导.以上研究结果表明,C-PASP-nZVI是一种可用于重金属污染水体修复的潜在理想材料.

    六价铬纳米零价铁活性炭聚天冬氨酸化学吸附

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    北方某农村地区生活污水集中式收集处理下排污特征及去除效果分析

    徐健恒黄锦楼张儆醒李静...
    1881-1890页
    查看更多>>摘要：针对我国北方某75座农村生活污水处理站,利用2022年9月-2024年2月实际运行数据,系统分析了该地区农村生活污水进水量和进水水质特征,并讨论了 A3O+MBBR工艺的去除效果.结果表明:1)我国北方农村地区居民具有避免冬季低温下水管道冻结而保持管道内常流水的用水习惯,农村居民外出务工节假日返乡的人口流动特点,导致冬季污水处理站进水量增加进水水质质量浓度降低;2)3种不同设计规模污水处理站的进水量分别在0～60、0～160、0～180 m3·d-1,COD、NH3-N、TN、TP质量浓度分别为0～200、0～50、0～4、0～50mg·L-1,且该地区氮的形态主要为氨氮;3)A3O+MBBR工艺基本满足我国北方农村地区集中式一体化处理生活污水的需求,3种设计规模污水处理站的COD、NH3-N、TN、TP 的去除率分别为 71.55％～78.76％、93.34％～94.73％、87.99％～88.92％、61.69％～71.38％,针对部分进水水质异常情况需调节适宜的C/N比来满足去除效果.

    农村生活污水集中式收集A3O+MBBR工艺排污特征

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    酸/碱/盐改性增强分子筛对苯乙烯的吸脱附性能

    李瑞洁邓毅强纪宇飞罗颖鸿...
    1891-1900页
    查看更多>>摘要：苯乙烯由于易在吸附材料上发生聚合导致采用吸附法处理时难以脱附,如何实现苯乙烯的有效脱附是当前挥发性有机物(VOCs)污染治理领域公认的技术难题.采用一种高硅分子筛作为吸附剂,研究了硝酸、乙酸钠和硫酸钠3种溶液改性对分子筛吸脱附苯乙烯性能的影响.结果表明,改性后的分子筛有效减少了苯乙烯在吸脱附过程中的聚合行为,脱附性能得到明显提升,硫酸钠、乙酸钠、硝酸的最佳改性浓度分别为1、0.05和1 mol·L-1.0.05mol·L-1 CH3COONa改性的样品表现出最优的苯乙烯吸脱附性能,将脱附率由80％提高至90％,吸附量可达122mg·g-1,且经过10次吸脱附循环后仍可维持初始吸附量的85％以上.样品的表征结果表明分子筛的酸性位点会加剧苯乙烯的聚合,硝酸和乙酸钠改性后样品的酸性位点减少、酸性强度降低,因此,苯乙烯的聚合程度降低,脱附性能提高;硫酸钠改性样品酸性位点的减少和孔道限域效应的增强共同促进了脱附性能的提高.

    苯乙烯聚合分子筛改性吸脱附

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    PAC促进直接电子传递强化厌氧消化处理SMX废水的机制

    王永斌成宇张唯古振澳...
    1901-1912页
    查看更多>>摘要：抗生素会显著抑制厌氧消化,探究简便易行的促进种间电子转移的方法,对于优化养殖、制药等废水的处理与资源化具有重要意义.本文考察了粉末活性炭(powdered activated carbon,PAC)强化厌氧消化处理高浓度磺胺甲恶唑(sulfamethoxazole,SMX)废水的效能与机制.高浓度SMX抑制了厌氧消化,使得最大甲烷产量降低13％,而向厌氧污泥中添加4 g·g-1(以COD计)或8 g·g-1 PAC均抵消了这种不利影响,相较于SMX暴露控制组提升了 22.4％,显著改善了甲烷生成.PAC会对厌氧代谢活性产生正向调控,丰富了污泥中ATP、CytC和辅酶F420这些在能量转换过程中的重要物质,还丰富了潜在的种间直接电子转移(DIET)菌群和SMX降解相关的优势属.PAC会强化挥发性脂肪酸(Volatile Fatty Acids,VFAs)氧化细菌(Syntrophobacter 和 Syntrophomonas 等)和产甲烷菌(Methanosarcina)的 DIET 过程,促进VFAs转化为甲烷.

    磺胺甲恶唑厌氧生物降解产甲烷种间直接电子转移

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    植物碳源添加对人工湿地水质净化效果和温室气体排放的影响

    苟永祥郝庆菊刘康乐陈芳慧...
    1913-1925页
    查看更多>>摘要：人工湿地在处理低C/N污水时存在碳源缺乏而严重限制反硝化进行的问题.为了补充反硝化需要的碳源,选择稀碱加热后的玉米芯(下称玉米芯(预))和普通玉米芯作为外加碳源引入湿地系统,开展了两个阶段的实验,分别为植物碳源预处理和不同碳源投加量(C/N=6、5、4)对人工湿地水质净化效果和温室气体排放的影响.第1阶段实验结果表明,人工湿地投加植物碳源后,会降低COD和NH4+-N的去除率,投加了玉米芯(预)和玉米芯的人工湿地出水COD 值分别在 19.25～25.97 mg·L-1和22.22～23.56 mg·L-1,COD 平均去除率分别在 82.61％～87.12％和 84.22％～85.13％,NH4+-N的平均去除率分别在82.44％～92.53％和78.27％～92.86％,而对照组NH4+-N的平均去除率均在90％以上.投加碳源后,系统对NO3--N的平均去除率都在99％以上.植物碳源的添加并没有显著增加CH4的排放通量,但会明显增加N2O的排放通量(P＜0.05).第2阶段实验结果表明,随着C/N的增加,出水COD值也逐渐增加,C/N=6、5、4的COD平均去除率分别为86.38％、88.76％和92.38％;C/N=6、5、4的出水NH4+-N质量浓度都极低,去除率均达99％以上,出水TN主要以NO3--N为主,C/N=6、5、4下的NO3--N平均去除率分别为62.75％、58.41％和47.70％;人工湿地N2O的排放通量随着C/N的增加而增加,而CH4的排放通量相比第1阶段均有所降低,C/N=6、5、4的人工湿地表现为CH4的弱源.以上研究结果表明植物碳源的添加提高了系统对氮素的去除,随着C/N的增加,系统对氮素的去除效率也在增加;但植物碳源的添加增加了温室气体N2O的排放,且N2O是综合GWP的主要贡献源,贡献率占90％以上.

    人工湿地植物碳源玉米芯C/N温室气体

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    响应面法优化复合缓释碳源填料的制备及其脱氮特性

    李朝阳崔双双黄天寅吴玮...
    1926-1936页
    查看更多>>摘要：针对污水处理厂出水普遍存在有机碳源不足的问题,以湿地植物菖蒲(Acorus calamus)和β-羟基丁酸与β-羟基戊酸共聚物(PHBV)为原料优化制备复合填料.采用响应面法Box-Behnken Design模型研究了碳源质量配比、冷冻及交联时间等关键参数对填料有机物(以TOC计)释放特性的影响.结果表明,冷冻时间单因素、质量配比-交联时间组合因素对释碳性能的影响显著.静态浸出实验结果表明,该填料具备优良的碳源缓释特征,有机碳释放量和平均释放速率分别为(35.27±1.50)mg·g-1和(0.88±0.05)mg·(g·d)-1,释碳过程遵循二级动力学和Ritger-Peppas动力学模型.实验条件下,在初始NO3--N质量浓度为5～20 mg·L-1的反硝化批次实验中,生物脱氮效果优良,NO3--N平均去除率为84.42％～92.20％.BET表征结果表明优化制备填料的比表面积为3.05 m2·g-1,孔径为26.38 nm.扫描电镜(SEM)和荧光激发发射矩阵(EEM)分析结果表明,优化制备填料表面粗糙多孔,有利于微生物的生长利用与附着,浸出液有机物主要为类蛋白类物质等,具有良好的脱氮微生物可利用性.复合填料实现了持续释碳和生物脱氮过程的协同,可为基于碳源填料强化的污水深度脱氮技术研发提供参考.

    响应面法复合填料释碳动力学生物脱氮

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    基于污水检查井的污染控制技术效果及机理分析

    雷铭李文凯郑天龙庞正焘...
    1937-1944页
    查看更多>>摘要：为深化对基于污水检查井的污染控制技术效果及机理的认知,构建了基于污水检查井的红砖处理系统、海绵处理系统和电解处理系统,分析了3种系统的污染物和有害气体控制能力及作用机理.结果表明:红砖处理系统、海绵处理系统、电解处理系统均能有效控制水相污染物和气相恶臭(OU)、H2S和CH4;红砖处理系统对悬浮物(SS)的去除能力较强,但其对有害气体的去除速率较慢;电解处理系统对化学需氧量、氨氮、总磷和硫化物的去除能力较强,且对有害气体的去除速率较快;海绵处理系统对污染物和有害气体的去除能力相对居中;3种处理系统的控制机理不同,除微生物代谢造成的污染物去除和有害气体控制以外,电解处理系统通过电絮凝效应实现了污染物和有害气体的快速控制,红砖处理系统通过物理截留效应提高了对SS的去除率.研究结果可为污染控制前置思路提供技术应用和反应机理参考.

    检查井污染物有害气体电解控制技术

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    进气动能耗散对脉冲式布袋除尘器灰尘沉降及布袋寿命的影响

    李鹏龙郑镭韩炬范云明...
    1945-1957页
    查看更多>>摘要：为了提高脉冲式布袋除尘器灰尘颗粒的沉降效率及布袋的使用寿命,基于动能耗散的设计思路对进气道结构进行改进.利用数值模拟手段,研究改进前后进气动能耗散对布袋除尘器内部流场的影响,并采用DPM方法评价灰尘颗粒在布袋除尘器中的运动状态及沉降效率.结果表明:改进后的布袋除尘器流场更加稳定,灰斗底部的最大气流速度由原来的19.2 m·s-1降至9.6 m·s-1,中箱体底部的最大气流速度由原来的24.4 m·s-1降至9.3 m·s-1;改进前后设备阻力无显著差异;通过对不同粒径的灰尘颗粒沉降率比较发现,改进后的布袋除尘器对于100、150、200、250和300 μm灰尘颗粒的沉降率分别提高了 11.4％、38.9％、59.6％、69.0％和71.6％.这表明耗散箱结构能够通过合理消耗进气动能降低设备关键区域的气体动能,从而减少了二次扬尘的产生和含尘气体对布袋的冲刷.上述数值模拟结果可为脉冲式布袋除尘器的流场设计提供理论依据.

    脉冲式布袋除尘器数值模拟动能耗散布袋寿命沉降效率

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    基于改进的Mogrifier LSTM算法水质浊度预测模型

    杨博韬刘黎志
    1958-1963页
    查看更多>>摘要：水环境资源保护作为当下最重要的工作之一,为了提高水质模型预测精度并制定更加完善的水资源管理策略,现提出一种基于改进的Mogrifier LSTM算法水质浊度数据预测模型,实现对水质数据的精准预测.该模型首先利用CNN卷积神经网络对复杂的水质数据进行特征提取,有效解决了水质数据非线性不稳定的特点,并对传统Mogrifier机制进行优化,引入扩展系数,利用PSO粒子群优化算法对超参数进行寻优操作,通过改造后的Mogrifier机制对LSTM模型中不同时刻的上下文信息进行融合,增强了水质数据的信息的交互.将预测结果与众多传统模型进行对比,结果表明CNN-改进Mogrifier LSTM模型具有更好的预测效果.

    水质预测浊度卷积神经网络形变长短时记忆网络

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