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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
收录年代

    清华大学水质与水生态研究中心兰华春团队在新型电控吸附膜研制及其净水机制方向取得系列进展

    兰华春
    2063-2064页
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    建设用地土壤甲醛筛选值推导研究

    刘劲铭谭海剑秦豪男张静雯...
    2065-2075页
    查看更多>>摘要：甲醛是纺织、皮革、家具、化学原料和化学品制造业等行业的典型污染物,甲醛废水排放不当或泄露可导致土壤被严重污染.我国风险评估技术导则尚未给出甲醛毒性参数及筛选值,从业单位在评估过程中采用的毒性参数存在较大差异,导致推导甲醛筛选值存在较多不确定性.亟需系统总结甲醛对人体健康的潜在危害与主要暴露途径,并确立甲醛理化毒性参数.结果表明,甲醛主导暴露途径为呼吸暴露,对人体主要产生呼吸吸入致癌和经口摄入非致癌毒性效应.基于国内外毒性参数来源的科学依据及时效性,结论表明:甲醛呼吸吸入单位致癌风险(IUR)为1.1× 10-2 m3·mg-1,吸入非致癌参考浓度(RfC)为7×10-3 mg·m-3,经口摄入参考剂量(RfDo)为2×10-2 mg·kg-1·d-1;进一步根据国家导则推荐模型,计算推导第一类用地土壤筛选值为32.7mg·kg-1,第二类用地筛选值为59.5 mg·kg-1.甲醛主导暴露途径为吸入表层和下层土壤室外气态污染物,且致癌效应平均作用时间(ATca)、混合区大区流速(Uair)、混合区高度(δair)、气态污染物入侵持续时间(τ)等参数对筛选值结果影响较大.

    健康风险评估甲醛土壤筛选值毒性参数暴露途径

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    有机垃圾厌氧消化性能强化技术研究现状及进展

    杨杰李蕾叶文杰孙惠...
    2076-2088页
    查看更多>>摘要：厌氧消化是双碳战略背景下最具前景的有机垃圾处理技术.然而,全规模厌氧消化反应器在运行过程中面临产气效率低和过程稳定性差两大瓶颈问题.实施有效的性能强化策略对于维持厌氧消化系统的高效、稳定运行至关重要.通过对厌氧消化四阶段代谢过程的深入剖析,理清了传统消化过程存在的代谢瓶颈,并梳理出了共消化、底物预处理、添加剂投加、生物强化以及工艺优化等靶向性的解抑增效策略.随后,调查了近年来报道的上述强化策略的研究案例、强化效果和机理,并梳理讨论了相应的应用瓶颈及发展方向.虽然现有技术在实验室研究中已经实现了甲烷产率提升1.5～42倍的效果,但仍然存在挑战.共消化会增加原料收运与贮存的经济成本,预处理会提高能源消耗,添加剂的使用成本较高且可能增加环境风险,生物强化难以实现微生物的有效定殖,而工艺优化则需解决实际应用中的问题.未来若加强对厌氧消化过程的全生命周期评估和技术成本分析,将有助于完善厌氧消化性能强化技术,为实现有机垃圾的可持续处理和资源回收提供更多可能性.

    厌氧消化共消化预处理添加剂生物强化工艺优化

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    碳排放视角下剩余污泥作为污水脱氮碳源的可行性分析

    刘德兰封莉韩绮高鹏...
    2089-2098页
    查看更多>>摘要：随着碳中和目标的提出,剩余污泥的资源化利用已经成为一个研究热点.为了从碳排放视角分析剩余污泥作为污水脱氮碳源的可行性,本研究以日处理规模为1×104m3污水为核算对象,构建了一条剩余污泥碱解液作为脱氮碳源的完整工艺路线,即剩余污泥经NaOH碱解预处理-上清液鸟粪石结晶回收磷-短程硝化耦合厌氧氨氧化脱氮-脱氮除磷后上清液作为脱氮碳源利用,对不同剩余污泥回用比情景下的碳排放量进行核算,分析该工艺的可行性.碱解上清液脱氮会消耗部分碳源,因此本文还对比研究了剩余污泥碱解液仅经磷回收后直接用于污水脱氮的工艺路线.结果表明,剩余污泥碱解液用于污水脱氮过程的碳排放量小于外加碳源情形,其运行成本也低于原污水处理工艺.理论上来讲,污泥回用比越高,全程碳排放量越小,在剩余污泥回用比为100％时,剩余污泥碱解液经磷回收后用于污水脱氮产生的碳排放最小,为0.309 6 kg·m-3,此时处理每万m3污水的运行成本较原工艺节约1 222.0～1 261.1元.但考虑到可能会有惰性物质在系统中循环累积,故实际最佳回用比还需深入研究确定.本文的研究成果表明,在污水处理过程中将剩余污泥作为脱氮碳源具有可行性.

    剩余污泥污水脱氮碳源碳排放核算

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    好氧甲烷氧化系统氧氟沙星共代谢效能与微生物特征

    王乐乐李彦澄赵若男刘倩...
    2099-2108页
    查看更多>>摘要：氧氟沙星(ofloxacin,OFL)被广泛应用于疾病防治、畜禽养殖等领域,大量使用导致自然环境中存在残留的OFL.甲烷氧化菌在利用甲烷作为生长基质的同时,能通过共代谢的方式实现难降解有机物的生物降解.该研究针对含OFL废水,构建好氧甲烷氧化共代谢系统,开展系统中OFL去除效能和微生物特征研究.结果表明,好氧甲烷氧化系统能够实现OFL的有效降解,OFL的平均去除率可达80.15％.傅里叶红外光谱分析表明,系统能够有效去除氮磷污染物及芳香族化合物.宏基因组学分析表明,在属水平上存在15种甲烷氧化菌,以好氧甲烷氧化菌为主,总丰度为0.30％～0.56％;共检测出157种与甲烷代谢相关的功能基因,起主导作用的功能基因为E2.2.1.1/tktA/tktB、glyA/SHMT和xoxF;KEGG通路层级1共注释出6类代谢途径,KEGG通路层级2共注释出47条代谢途径.药物代谢-其他酶(Drug metabolism-other enzymes)、药物代谢-细胞色素 P450(Drug metabolism-cytochrome P450)和细胞色素 P450 对外源性药物的代谢(Metabolism of xenobiotics by cytochrome P450)能够促进OFL的降解.相关结果可为抗生素及同类化合物的污染防治提供理论依据和技术支撑.

    好氧甲烷氧化氧氟沙星共代谢功能微生物功能基因

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    6种常见湿地植物生物质用作污水反硝化碳源的脱氮效果及出水残留有机组分

    黄祥威李鑫静黄琼柔种云霄...
    2109-2120页
    查看更多>>摘要：湿地植物生物质是处理低碳氮比尾水的潜在反硝化外碳源,但使用过程中会受到植物种类、投加量和有机物组分过度释放的限制.本研究选取6种常见湿地植物生物质,利用序批式实验,研究分析了各植物生物质不同投加量作为反硝化碳源的脱氮性能,并对高效脱氮处理组出水中残留的有机组分特性深入探究.结果表明,经l％NaOH处理的香蒲、风车草和芦竹的液固比降低至50:1及以下的处理系统才能持续高效脱氮,香蒲、风车草、芦竹和菹草的高效脱氮期最长的系统液固比分别为33∶1、25∶1、25∶1和100∶1.持续高效脱氮处理的系统均需经过1～5批次脱氮启动期(脱氮效果较差甚至去除率为负值),才能进入高效脱氮阶段,并且前1～2批次出水中存在高COD(1 000～7 000 mg·L-1)残留.对4种植物的高COD出水有机组分特性分析的结果表明,香蒲、风车草和菹草的有机组分以腐殖酸类腐殖质为主,芦竹则是以含苯环蛋白质、溶解性微生物代谢产物为主;香蒲、风车草、菹草出水中,≥1 kDa的大分子有机组分为主,占比达到60％以上,而芦竹出水中则是＜1kDa的小分子有机组分为主,占比60％以上;菹草和芦竹出水中芳香性组分具有较好的光解特性,紫外光光解效果优于可见光光解,其他2种植物的则较差.从脱氮效果和生长周期来看,香蒲和菹草2种植物生物质更适宜作为尾水反硝化外碳源,其生物质投加量分别在液固比33∶1和100∶1时具有最优的持续高效脱氮效果,实际应用时应通过预处理或出水深度处理等措施去除启动期出水中大量难降解有机组分.以上研究结果可为植物生物质作为低碳氮比尾水反硝化碳源的可行性提供参考.

    湿地植物生物质脱氮碳源有机组分

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    氧掺杂氮化碳纳米片活化过二硫酸盐选择性去除酚类污染物的特性与机制

    李丹阳高悦莹张哲睿张佳乐...
    2121-2131页
    查看更多>>摘要：以富氧生物质单宁酸为氧源,通过热氧化剥离制备了氧掺杂石墨相氮化碳纳米片(O-CN),利用氧原子掺杂调控O-CN纳米片的表面电子结构,提升其活化过二硫酸盐(peroxydisulfuric acid,PDS)降解水中酚类污染物的性能,探究了氧掺杂导致的O-CN电子结构变化及其活化PDS降解酚类污染物的效能和机制.结果表明,氧掺杂通过取代氮化碳(g-C3N4)中的N原子,促使O-CN纳米片表面电荷重新分布,促进了 O-CN表面未配对电子的形成,进而显著增强了其PDS活化性能和酚类污染物的降解能力.在中性条件下,PDS与酚类污染物质量浓度摩尔比为1∶10时,0.1 g·L-1的O-CN纳米片活化PDS(0.4 mmol·L-1)可在60 min内将双酚A(bisphenol,BPA)、苯酚(phenol)、对乙酰氨基酚(acetaminophen,AAP)完全去除.电子顺磁共振(electron paramagnetic resonance,EPR)、化学淬灭及原位拉曼和电化学分析表明,O-CN/PDS体系主要通过电子转移的方式氧化去除酚类污染物,对无机阴离子等水体背景成分具有较强的抗干扰能力.O-CN纳米片具有良好的稳定性,可构建催化膜持续降解酚类污染物,在10 h的连续反应中可稳定去除全部BPA,且保持了较高的矿化效率(60％).

    高级氧化氮化碳氧掺杂酚类污染物电子转移

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    工艺参数及外源信号分子对集胞藻处理废水的调控作用

    黄紫萱庄国强马安周高婕...
    2132-2141页
    查看更多>>摘要：污水资源化高效回收利用是实现碳中和的关键一环.采用微藻处理废水不仅可以促进水体中污染物的降解,还能将废水内的有机物转换为生物质原料,进一步推动碳中和进程.此外,外加细菌类信号物质对微藻的生长和代谢产生了显著影响,但目前还缺乏外源信号物质调控微藻合成高附加值产物的研究.为了研究微藻在废水污染物消减方面的潜力及外源微生物信号分子对其处理效率的调控作用,本研究通过响应面法(RSM)优化集胞藻PCC6803处理污水的关键条件,包括温度、光照强度和微藻添加量.结果表明:在最佳工艺参数(温度为25.73℃、光照为1 722.39 Lux、集胞藻PCC6803添加量为10％)条件下,COD去除率可达59.57％,氨氮、总磷和总氮去除率分别高达87.01％、50.99％和55.79％,集胞藻PCC6803仍能维持较高的生长率(OD680=0.448).进一步通过添加1 000 nmol·L-1金合欢醇作为外源信号分子,研究其对废水资源化的调控作用,发现金合欢醇的添加进一步促进了集胞藻的淀粉积累.通过转录组测序,揭示了金合欢醇通过调节集胞藻淀粉代谢途径(上调基因2.4.1.18和基因3.2.1.68),影响ADP-葡萄糖到淀粉合成之间的14-α-葡聚糖支链酶和糖原操纵子蛋白GlgX同源物进而影响淀粉的合成.本研究优化了微藻处理生活废水的工艺参数,建立了利用外源微生物信号分子调控微藻的碳代谢并有效促进废水污染物向高附加值产物(淀粉)的转化过程,为微藻在环境治理和可再生能源开发领域的应用提供了新策略.

    响应面法废水处理信号分子金合欢醇

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    换流站换流阀循环冷却水系统电化学除垢中试运行效果

    明菊兰傅乐伟程一杰周芳...
    2142-2154页
    查看更多>>摘要：换流站换流阀循环冷却水系统在运行过程中易发生设备腐蚀结垢、微生物繁殖及排污量大等问题.使用传统化学药剂阻垢存在运行成本高、易产生二次污染的问题.电化学除垢技术兼具除垢、防腐蚀、杀菌等功能,且不产生二次污染.针对国网浙江省某柔性直流换流站换流阀循环冷却水系统进行为期3个月的电化学除垢中试研究,在电流密度5 A·m2,循环流量15m3·h-1的最佳运行参数下,Ca2+、Mg2+及电导率呈现逐渐下降趋势,出水Ca2+、Mg2+及电导率分别控制在22 mg·L-1、21 mg·L-1及2 300 μS·cm-1以下,余氯质量浓度达6.80 mg·L-1,COD去除率达46.15％,比能耗达17.10 Wh·L·mg-1.处理后的冷却水对碳钢、不锈钢腐蚀速率分别小于0.016 1 mm·a-1、0.000 03 mm·a-1,符合工业循环冷却水处理设计规范.对电极沉积水垢和冷却塔自然沉积水垢进行了扫描电镜、能谱分析和X射线衍射分析,发现电化学沉积水垢空隙小,结构疏松,有利于剥离和去除.电化学除垢系统的综合运行成本较原有加药阻垢系统大幅降低.本研究为电化学除垢技术在换流站换流阀循环冷却水系统中的应用提供了技术基础.

    循环冷却水电化学除垢法中试实验换流阀

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    橄榄果渣活性炭负载层状双金属氧化物对Cr(Ⅵ)的吸附性能及机制

    雷春妮朱梦晨王波程修文...
    2155-2165页
    查看更多>>摘要：利用橄榄果渣做原材料,通过碱性高温活化法制备橄榄果渣活性炭(OP-AC),采用化学共沉淀法将OP-AC制备为负载层状双金属氢氧化物(FeAl-LDH)的FeAl-LDH@AC复合材料.制备优化结果表明:在Fe-Al摩尔比为2∶1,固液比为1∶15,共沉淀时间为24 h的条件下,制备的FeAl-LDH@AC复合材料对Cr(Ⅵ)的去除效果达到最优.表征结果表明:FeAl-LDH@AC含有丰富的含氧官能团;有大量的Fe元素、Al元素附着到OP-AC表面,使Fe元素、Al元素与OP-AC成功结合;FeAl-LDH@AC复合材料中存在孔隙结构,以微孔为主,也存在少量的中孔和大孔.在pH=2、Cr(Ⅵ)初始质量浓度为20mg·L-1、吸附时间为24 h、FeAl-LDH@AC投加量为20 g·L-1的条件下,FeAl-LDH@AC对Cr(Ⅵ)的去除率达97.85％,吸附容量为0.978 5 mg·g-1.FeAl-LDH@AC对Cr(Ⅵ)吸附过程较符合Freundlich模型和准二级吸附动力学模型,说明吸附过程更倾向于化学吸附并且是发生在非均匀表面的多分子层吸附;由Weber-Morris颗粒内扩散方程模型可以看出,整个吸附阶段可能是由膜扩散和内扩散同时控制的.以上研究结果表明FeAl-LDH@AC可为有效去除Cr(Ⅵ)及橄榄果渣资源化利用提供参考.

    LDHs活性炭重金属离子复合材料

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