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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

    堆肥过程中耐高温菌群的分离鉴定与群落结构分析

    刘克椿崔韵唯韦纯忠蒋严波...
    2264-2276页
    查看更多>>摘要：高温菌剂能够缩短堆肥周期,提高堆肥品质,是一种常见的堆肥技术提升手段.通过结合培养组学研究方法,设置48种培养条件,包含6种培养基、2种氧环境(好氧&厌氧)和4种高温情境(50、60、70、80 ℃),从堆肥高温期样品中分离纯化获得196株耐高温菌株.基于16S rRNA生物学分类方法,共鉴定出4个门14个属35个种,其中厚壁菌门(98％)、芽孢杆菌属(51.5％)、地衣芽孢杆菌(28.6％)分别为在门、属、种水平上的优势菌,也包含一些嗜热菌属如热杆菌属(Caldibacillus)、栖热菌属(Thermus)等.有27株耐高温菌表现出了嗜热特性,在高温条件下对至少一种大分子(淀粉、纤维素、蛋白质、脂肪酸)有更强的降解作用,且有6株嗜热菌同时表现出对这4种大分子有机物的强降解作用.通过16s rRNA扩增子测序对比分析了不同来源高温堆肥样品中耐高温菌群结构.结果表明,厚壁菌门、放线菌门和拟杆菌门为优势菌门,而芽孢杆菌属、Savagea、热杆菌属、Limnochorda和嗜蛋白菌属为优势耐高温菌属,堆肥过程中仍有很多耐高温/嗜热细菌资源有待筛选和挖掘,需要设置更多样化的培养条件;基于PICRUSt2的耐高温菌群功能预测结果表明,高温阶段糖代谢、氨基酸代谢及辅助因子和维生素相关代谢为主要代谢途径.

    堆肥耐高温菌分离纯化耐高温菌群结构功能预测

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    废旧磷酸铁锂正极材料提锂渣再生电池级磷酸铁

    邓景焜周康根吴业惠子彭长宏...
    2277-2288页
    查看更多>>摘要：针对目前废旧磷酸铁锂电池正极材料回收中仅局限于高经济价值的锂元素提取,由于铝杂质分离困难而导致提锂渣利用率低的问题,提出了一种基于"铜粉强化硫酸浸出-铁粉置换-选择性分铝"策略的湿法工艺,旨在从提锂渣中高效再生磷酸铁.通过对铜粉强化硫酸过程进行优化及动力学研究,着重考察了铜粉用量、硫酸用量、液固比、反应温度及反应时间等参数的影响,确定了铁粉置换回收铜和选择性分铝过程的相关优化参数.研究结果表明,铜粉强化提锂渣硫酸浸出过程符合混合扩散控制模型,其表观活化能为37.12 kJ·mol-1,主要受溶液边界层的扩散和界面处的化学反应共同控制.此外,经过净化处理后,溶液中铜和铝的浓度分别降至小于1、41mg·L-1,可直接用于电池级磷酸铁的制备.本研究为磷酸铁锂提锂渣的回收利用提供了一种新思路.

    磷酸铁提锂渣正极材料还原沉淀动力学模型再生

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    超声强化有机酸联合去除制革污泥中典型重金属

    李自然吴永贵鲁鸿霈梁婉...
    2289-2299页
    查看更多>>摘要：快速发展的制革业使得制革污泥产量剧增,处置不当则将会导致制革污泥中大量含有重金属和氮磷元素的渗滤液进入周边环境而危害生态环境及人类健康.因此,制革污泥的合理处置问题已成为制约行业发展的严重障碍.在固废处置方法中,化学淋洗是去除固废中重金属的一种常用方法,但其对制革污泥中多种重金属复合污染的去除效果往往不佳.针对制革污泥中的特征重金属(Cr、Zn、Pb)及主要植物营养物(碱解氮、速效钾、有机质)的种类和含量,使用两类典型有机酸如聚羧酸(柠檬酸)、二羧酸(草酸和酒石酸)作为淋洗剂,并结合超声强化对制革污泥中的多种特征重金属(Cr、Zn和Pb)进行针对性的淋洗,探究化学-物理联合淋洗过程对制革污泥中重金属去除效果的主要影响因素(淋洗剂浓度、pH值、固液比、超声强化)及制革污泥中植物养分的流失情况.实验结果表明:超声强化条件下,不同类型的有机酸对制革污泥中不同种类重金属的去除效果存在显著差异,其中,柠檬酸(CA)对制革污泥中Cr、Zn和Pb 的最佳去除率分别为 49.11％、63.74％和 31.88％,草酸(OA)为 76.25％、65.24％和 9.98％,酒石酸(TA)为 32.79％、67.53％和18.34％.同时,与传统重金属淋洗方法相比,使用超声强化去除制革污泥可显著提高重金属去除效率(提高8.75％～22.67％)和极显著地降低反应平衡时间(从720 min缩短至90 min).经3种有机酸淋洗后,残余在制革污泥的重金属化学形态仍处于较为稳定的形态(残渣态和氧化态).傅里叶变换红外光谱分析结果表明,制革污泥中的重金属可通过添加含有羧基和羰基的有机酸以离子交换、螯合和静电吸附等机制从制革污泥中去除.有机酸淋洗后仍保留了制革污泥中绝大部分的植物养分.其中,淋洗后的pH值、碱解氮(AN)和速效钾(AK)含量虽有所降低,但有机质(OM)和速效磷(AP)含量或比例则相对有所增加.实验证实,通过优化的化学-物理联合淋洗可达到重金属去除率高、养分流失率低、不易产生二次污染的目的,相关研究结果可为制革污泥中重金属的高效去除及淋洗后作为植物基质利用提供参考.

    制革污泥重金属植物营养物质超声强化有机酸淋洗

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    压力场作用下填埋场生活垃圾组分对其中细菌群落的影响

    宁成奇成兆文王辉黄秋杰...
    2300-2310页
    查看更多>>摘要：填埋场作为典型的生物反应器,其微生物群落受到多种作用的影响.探究填埋场中微生物群落结构与压力场、生活垃圾有机组分之间的关系,将为生物强化技术的开发提供理论依据.以浙江某实际填埋场为例,运用网络分析、中性群落模型以及随机森林算法,探究了不同上覆压力和有机组分对垃圾中微生物特征的影响.结果显示:垃圾有机质含量和生物可降解度(BDM)随上覆压力增加而减小.Firmicutes、Proteobacteria、Bacteroidetes和Actinobacteriota等是群落中的优势门类,细菌群落与上覆压力(R=0.51,p＜0.01)和BDM(R=0.31,p＜0.05)具有相关性.群落内合作最为紧密、网络结构最稳定的是上覆压力低于30 kPa的填埋层,随机性过程在这一压力区间内对群落组装的贡献度最小,这可能与该区域的氧气条件和有机组分特征有关.Enterococcus被识别为填埋场有机组分降解过程中潜在的生物标志物.研究结果有助于深入理解填埋场稳定化过程.

    填埋场垃圾有机组分压力场细菌群落结构群落组装

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    印染污泥焚烧过程氯元素代谢及调控

    俞彩孟张东明李梦圆严坤...
    2311-2318页
    查看更多>>摘要：印染污泥热值高,焚烧热电联产具有积极的减碳效应.但因行业特点,印染污泥含氯高,对锅炉安全运行和烟气超低排放带来新的技术难题.定量揭示印染污泥焚烧过程氯元素的组成及迁移代谢特征,并开展精细化氯物质流管理,具有重要应用价值.依托2 500t·d-1印染污泥干化焚烧热电联产典型工程案例,建立基于最小工艺单元的氯元素物质流分析模型,通过实测和在线监测,重点分析干化、焚烧、除尘、脱酸等主要工艺环节,刻画全流程氯元素迁移代谢图景,识别氯物质流管理关键节点.研究发现:1)案例工程入炉印染污泥单位热值氯含量为1.4～2.4 mg·kcal-1(低位热值,以氯计),为燃煤电厂入炉煤单位热值氯含量平均值的14.6倍;2)原烟气氯化氢浓度为170～250 mg·Nm-3,是燃煤电厂的2～5倍;3)采用双塔双循环湿法脱酸烟气净化工艺,可将原烟气氯化氢浓度降至5 mg·Nm-3以下,实现烟气超低排放.研究建议:一是加强入炉污泥氯含量监测,当印染污泥氯含量大于3 700 mg·kg-1时,可通过掺加市政污泥,调控入炉端氯含量,保证锅炉安全运行;二是加强烟气脱硫脱酸系统氯离子含量检测,宜控制浆液氯离子浓度在20 000mg·L-1以下.可对相关污泥焚烧资源化工程应用提供借鉴参考.

    印染污泥污泥焚烧氯元素代谢物质流管理超低排放

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    稀土矿山氨氮废水PD/PN/Anammox耦合工艺中试在低水温下的性能及调控

    邱清荣郭佩洁胡予佳罗忠斌...
    2319-2330页
    查看更多>>摘要：基于厌氧氨氧化(Anammox)的废水新型生物脱氮工艺在低水温下稳定运行存在很大的挑战.针对离子型稀土矿山氨氮废水氨氮与硝酸盐共存的水质特征,构建了短程反硝化(PD)、短程硝化(PN)和厌氧氨氧化耦合工艺,在矿山现场建设了 50 m3·d-1中试规模的试验装置,并进行了为期108 d冬季低水温条件下的试验.结果表明,PD/PN/Anammox耦合工艺中试平均氨氮去除率(ANR)为95.64％,平均总氮去除率(TNR)为84.27％,平均总氮去除负荷(TNRR)为0.19 kg·(m3·d)-1.在水温从(22±2)℃下降至(10±2)℃时,系统处理能力由32 m3·d-1下降至16 m3·d-1.水温对各个反应器的影响以15 ℃为分界线,水温低于15℃时,反应速率下降明显,亚硝酸盐积累率(NAR)和硝酸盐去除率(NRE)波动.在低水温环境下,采取了调高C/N、延长水力停留时间(HRT)、调整间歇曝气时间、投加有机碳源等调控策略有效缓解了低水温的冲击.高通量测序结果表明,短期的低水温冲击导致功能菌属Thauera、Nitrosomonas、Candidatus_Kuenenia、Candidatus_Brocadia相对丰度下降,在长期运行阶段,功能菌属相对丰度正常上升,长期的低水温((10±2)℃)环境下功能细菌可正常富集.

    短程反硝化短程硝化厌氧氨氧化稀土矿山氨氮废水低水温中试

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    污水处理厂提标改造关键技术与工程实践

    丰元张静雯栗勇田
    2331-2338页
    查看更多>>摘要：河北省某市政污水处理厂一、二期工程规模均为3.0×104m3·d-1,原采用以"水解酸化池-连续进水周期循环曝气活性污泥系统(CASS池)-臭氧接触氧化池"为核心的处理工艺.由于该污水处理厂运行时间较长、周边城镇污水收集量不断上升,以及排放标准有所提高,导致该污水处理厂的处理能力相对不足,出水水质无法达标.经多方工艺论证,并结合用地限制、运行现状和经济指标等因素,针对生化需氧量(BOD5)、化学需氧量(CODcr)、氨氮(NH3-N)、总氮(TN)以及总磷(TP)等指标,对该污水处理厂的生化处理部分采用水解酸化池改造为厌/缺氧池,并在厌/缺氧池内增加弹性填料的提标改造措施,深度处理部分采用臭氧接触氧化池改造为臭氧催化氧化池的提标改造措施,并对工艺调试期间各主要处理单元的进、出水水质进行了分析.结果表明,提标改造后的污水处理系统运行良好,具有污染物去除率高、处理效果稳定、抗冲击性强等优点,CODcr和TP的排放浓度分别降低至20mg·L-1和0.2 mg·L-1以下,出水水质稳定达到《地表水环境质量标准》(GB 3838-2002)中Ⅲ类水标准,同时达到《大清河流域水污染物排放标准》(DB 13/2795-2018)中核心控制区排放限值.该研究结果可为类似污水处理厂的提标改造提供理论参考.

    污水处理厂提标改造深度处理工艺调试

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    外加基质条件下苍白杆菌(Ochrobactrum sp.)FP1对菲的共代谢特性

    张博文罗旦杨之漩陈吉祥...
    2339-2345页
    查看更多>>摘要：多环芳烃(PAHs)污染物的可降解性能较低,在自然环境长期蓄积,造成环境污染及生物毒害作用.苍白杆菌(Ochrobactrum sp.)FP1是从石油污染土壤分离的高效石油降解菌.采用涂布平板计数、高效液相色谱(HPLC)等方法研究了该菌在含菲基础培养基中的生长特性及最适生长条件,探究了葡萄糖、甘油、邻苯二酚、水杨酸和鼠李糖脂等不同外加基质存在下菌体的生长特性及菲降解能力.结果表明,苍白杆菌FP1能在pH5～8和20～40℃的条件下,在菲含量为50mg·L-1的基础培养基中正常生长,其最适生长pH 7、最适温度为30℃.外加基质葡萄糖、甘油及鼠李糖脂对菌株生长有良好促进作用,甘油的促进作用最明显,而水杨酸和邻苯二酚对菌株的生长有抑制作用.HPLC分析结果显示,外加基质甘油、葡萄糖、鼠李糖脂处理组的降解率分别较空白组提升了 21.58％、15.38％、6.76％,而水杨酸和邻苯二酚处理组的降解率分别下降了 46.27％和70.31％,细菌对菲降解率的变化与其生长能力呈正相关,高浓度葡萄糖对菌株代谢菲有抑制作用,苍白杆菌FP1对菲的降级酶系为诱导酶.本研究结果可为细菌共代谢多环芳烃提供理论参考.

    苍白杆菌菲生长特性共代谢降解率

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    氨基功能化离子液体复配PMDETA吸收剂的制备及其捕集CO2实验

    赵唯刘立范驰马晓辉...
    2346-2356页
    查看更多>>摘要：以三乙烯四胺(TETA)和3-溴苯酚(3-Br-PhOH)为原料,采用一步法合成氨基功能化离子液体三乙烯四胺-3-溴苯酚盐([TETAH][3-Br-PhO]),并添加助溶剂五甲基二乙烯三胺(PMDETA)溶液以及去离子水组成水基CO2吸收体系[TETAH][3-Br-PhO]-PMDETA-H2O用于CO2吸收.采用核磁共振碳谱(13C NMR)、傅里叶变换红外光谱(FTIR)和热重分析(TGA)进行表征,分析所合成氨基功能化离子液体的结构、热稳定性以及体系吸收CO2的反应机理.实验探究了反应温度、体系配比以及含水量对体系吸收CO2性能的影响.结果表明,当[TETAH][3-Br-PhO]与PMDETA的体积比为4∶6,去离子水含量为60vol％,吸收温度为25 ℃时,该体系的CO2吸收容量达到最大值3.72 mol·L-1,远高于[TETAH][3-Br-PhO]和PMDETA单独吸收CO2的容量值.同时,在120 ℃加热解吸-再生90 min并经过5次循环吸收-解吸后,再生效率保持在87％,CO2总吸收容量达到20.65 mol·L-1,具有良好的再生循环性能.该研究表明,氨基功能化离子液体复配溶剂对于CO2捕集具有较大的应用潜力.

    CO2捕集离子液体吸收-解吸再生反应机理

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    我国区县级"无废指数"评价体系探究

    吴晗婷胡俊黄雨晗金玉婷...
    2357-2366页
    查看更多>>摘要："无废指数"是反映"无废城市"建设和固体废物治理成效的综合性指数,虽然已有"浙江省无废指数"的探索,但基层作为政策落实的"最后一公里",目前仍缺乏更具针对性和注重过程提升的评价体系,存在建设优势和短板不清、工作推进缺少有力抓手等问题.区别于国家、省级层面偏重各地建设成效和结果评价,区县级"无废指数"则以推动基层工作落实、及时发现问题短板为主要目标,从"数据可统计、助困难推进、镇街能发力、地区可比较"四个原则出发,针对各镇(街道)的建设内容存在差异、部分指标数据无法拆分至镇(街道)层面、部分指标不适宜采用插值法计算分值等问题,基于镇(街道)直面群众一线的特性,构建了适用于镇(街道)建设情况评价的区县级"无废指数"体系,并建立标准化"调度、测算、反馈、应用"流程,补齐了"省、市、县、乡"多级评价体系的关键一环.

    无废城市无废指数评级体系区县级

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