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四湖总干渠溶解氧季节性异常特征与成因分析 被引量：3
1
作者 黎睿 汤显强 +4 位作者 胡艳平 王丹阳 郭栋帆 翟文亮 杨勇 《中国环境科学》 北大核心 2025年第5期2816-2826,共11页
平原水网地区水体溶解氧(DO)偏低已成为一个普遍的现象.为揭示平原水网地区溶解氧异常成因,以全国最重要的淡水养殖区汉江流域四湖总干渠为例,分析了2010~2023年四湖总干渠水质时空变化规律,调查监测了四湖总干渠DO、水体和沉积物中营... 平原水网地区水体溶解氧(DO)偏低已成为一个普遍的现象.为揭示平原水网地区溶解氧异常成因,以全国最重要的淡水养殖区汉江流域四湖总干渠为例,分析了2010~2023年四湖总干渠水质时空变化规律,调查监测了四湖总干渠DO、水体和沉积物中营养盐空间分布特征,采用随机森林模型等方法分析了水温、氨氮及流量等参数对水体溶解氧的影响.结果表明:四湖总干渠水体溶解氧(DO)存在明显的季节性波动,年内呈“V”型分布,汛期DO浓度相对较低,非汛期基本满足地表水Ⅲ类水要求.2021年四湖总干渠水体缺氧(DO<2mg/L)状况突出,运粮湖、新河村和新滩断面年缺氧天数分别为79,116和96d.汛期四湖总干渠在中上游河段存在明显的低氧区,DO浓度仅为2.61~3.22mg/L.自2010年以来四湖总干渠水质长期处于Ⅳ~劣Ⅴ类,主要超标因子为DO、高锰酸盐指数、氨氮、总磷.四湖总干渠沉积物总氮含量为857.70~2846.87mg/kg,TP含量为545.99~2475.59mg/kg,沉积物处于轻-中度污染状态,支渠污染重于干渠.随机森林模型能够较好的预测水体DO,拟合系数R2达0.995,均方根误差RMSE仅为0.2085.随机森林模型分析表明水温对DO影响相对重要性均超过35%,其他影响因素依次为pH值、氨氮、电导率、浊度、流量等.为改善四湖总干渠DO汛期异常状况,需加强流域系统治理,改善虾稻和水产养殖排水水质,优化泵站调度运行方式. 展开更多
关键词 溶解氧 缺氧 平原水网区 随机森林 四湖总干渠
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基于沉积物孔隙水电动导排的氮磷污染沉积物修复技术 被引量：2
2
作者 黎睿 汤显强 +3 位作者 胡艳平 卢士强 顾鋆鋆 孙远军 《工程科学与技术》 北大核心 2025年第1期234-243,共10页
孔隙水是沉积物和上覆水之间物质交换的重要媒介,污染物可以通过孔隙水对流、扩散等方式向上覆水中迁移,加剧上覆水体的污染。采用自制电动导排孔隙水装置,设置5组对照实验,模拟了导排沉积物孔隙水对氮磷污染沉积物的修复,分析了泥–水... 孔隙水是沉积物和上覆水之间物质交换的重要媒介,污染物可以通过孔隙水对流、扩散等方式向上覆水中迁移,加剧上覆水体的污染。采用自制电动导排孔隙水装置,设置5组对照实验,模拟了导排沉积物孔隙水对氮磷污染沉积物的修复,分析了泥–水界面氮磷释放通量,探讨了不同实验条件对沉积物内源释放与微生物多样性的影响。结果表明:导排孔隙水可以显著抑制泥–水界面氮磷释放,但是氮磷的响应存在差异。通电导排孔隙水后泥–水界面总氮(TN)释放通量总体呈逐步下降趋势,变化范围为–15.698~79.903 mg/(m^(2)·d),实验进行14 d即可使TN释放通量降低为最大释放通量的10%以内。与对照组相比,仅导排孔隙水可以使泥–水界面氮释放通量减低76.72%,通电后界面释放通量最终降幅可达95.53%以上。泥–水界面总磷(TP)释放通量在实验进行28 d内呈波动变化,其范围为–3.558~4.279 mg/(m^(2)·d),当实验时间超过70 d以后,除对照组以外,泥–水界面磷释放通量均为负值,最终沉积物从磷的“源”转为“汇”。实验结束后,沉积物中pH值、有机质含量(LOI)没有发生显著变化。导排孔隙水后沉积物中TP降低约1.06%~5.02%。TN含量减少主要发生在阳极,相对于初始状态减少了2.65%~13.63%。电动导排孔隙水对沉积物中微生物α多样性影响较小,在电场作用下沉积物中微生物的Chao1指数、ACE指数略有降低,但在统计学上无显著差异。沉积物中微生物群落组成相似,在门水平上,均以变形菌门(13.41%~24.40%)、拟杆菌门(12.77%~29.71%)和绿弯菌门(5.01%~18.64%)为主。冗余分析表明,对微生物群落结构影响较大的因素为沉积物pH值、含水率,其次为沉积物LOI和电导率,沉积物中总磷含量的影响最小。研究表明,通过电动导排孔隙水修复氮磷污染沉积物是一种具有应用前景的技术选择。 展开更多
关键词 孔隙水 沉积物 电动修复 释放通量 微生物多样性
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铝灰资源化制备混凝剂研究进展 被引量：1
3
作者 郑怀礼 张威震 +3 位作者 刘霜 孙强 江欣承 丁魏 《土木与环境工程学报（中英文）》 北大核心 2025年第1期205-212,共8页
二次资源的有效利用和环境污染的防治逐渐成为关注焦点。作为一种潜在的二次资源,铝灰具有丰富的储量和利用潜力,其资源化利用备受关注。制备水处理混凝剂,不仅有利于节约资源、降低成本,还能有效解决铝灰无害处理的难题。总结利用铝灰... 二次资源的有效利用和环境污染的防治逐渐成为关注焦点。作为一种潜在的二次资源,铝灰具有丰富的储量和利用潜力,其资源化利用备受关注。制备水处理混凝剂,不仅有利于节约资源、降低成本,还能有效解决铝灰无害处理的难题。总结利用铝灰制备铝系混凝剂的重要原料(铝酸钙)以及5种铝灰基混凝剂(硫酸铝、聚硫酸铝、聚硫氯化铝、聚硫酸铝铁和聚氯化铝)的特点、制备方法和研究进展,分析了铝灰基混凝剂生产的经济效益。发现铝灰基混凝剂的规模化应用仍面临一些挑战,需从提高产品核心竞争力和填补相关政策的空白入手,以实现水处理行业和铝工业的高质量、绿色和可持续发展,并带来显著的经济和环境效益。 展开更多
关键词 混凝剂 铝灰 聚氯化铝 铝酸钙 资源化利用
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基于变量进水强化胞外聚合物蛋白质改善CANON污泥流失研究 被引量：1
4
作者 李冬 王远欣 +1 位作者 傅思博 张杰 《中国环境科学》 北大核心 2025年第5期2481-2489,共9页
对比研究了3种不同进水策略对CANON污泥EPS中蛋白质的影响,旨在探求变量进水策略对CANON污泥滞留能力的影响.R1采用常规进水策略作为对照组,而R2和R3采用不同的变量进水策略,分别启动CANON工艺.经过90d的运行后,R1,R2和R3反应器中SVI分... 对比研究了3种不同进水策略对CANON污泥EPS中蛋白质的影响,旨在探求变量进水策略对CANON污泥滞留能力的影响.R1采用常规进水策略作为对照组,而R2和R3采用不同的变量进水策略,分别启动CANON工艺.经过90d的运行后,R1,R2和R3反应器中SVI分别达到了62.93,53.10和57.59mL/g,这说明变量进水的策略可以改善污泥的沉降性能.R2和R3的PN/PS分别达到8.21和7.61,明显高于R1的5.56;三维荧光数据显示,R2的TB-EPS中芳香族蛋白占比达到32.47%,显著高于R1的11.58%和R3的10.5%;这表明变量进水策略会促进TB-EPS中芳香族蛋白的生成,进而提高污泥的疏水性,改善污泥沉降性能.比厌氧氨氧化活性(SAA)分别上升至4.03,4.68和4.36mg N/(g VSS·h),其中R2和R3污泥的SAA达到甚至超过了接种前厌氧氨氧化污泥的SAA,这说明反应器中已经形成了成熟的CANON颗粒污泥.虽然在反应初期R2和R3的微生物活性受到负荷波动的抑制,但随着时间的推移,微生物群体适应了环境变化,恢复了稳定的活性,分别在第54d和第51d实现了CANON工艺的启动.最终在第90d时,R1,R2和R3的总氮去除率分别达到了72.54%,70.14%和73.75%左右,实现了良好的脱氮性能. 展开更多
关键词 CANON 变量进水 蛋白质组成 颗粒污泥 间歇曝气
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沙蒿绿色合成nZVI改性生物炭去除水中Cr(Ⅵ)
5
作者 刁静茹 祝海玲 +4 位作者 沈博峰 赵梦婷 周艳姿 马锋锋 蒋煜峰 《中国环境科学》 北大核心 2025年第7期3753-3761,共9页
利用沙蒿和玉米秸秆废弃物,通过沙蒿提取液绿色还原得到纳米零价铁(nZVI)并负载在玉米秸秆生物炭上,得到复合材料CBC-nZVI,用以去除水中的Cr(Ⅵ).考察了吸附动力学和热力学特征,以及pH值、投加量和共存离子对CBC-nZVI去除Cr(Ⅵ)的影响;... 利用沙蒿和玉米秸秆废弃物,通过沙蒿提取液绿色还原得到纳米零价铁(nZVI)并负载在玉米秸秆生物炭上,得到复合材料CBC-nZVI,用以去除水中的Cr(Ⅵ).考察了吸附动力学和热力学特征,以及pH值、投加量和共存离子对CBC-nZVI去除Cr(Ⅵ)的影响;利用SEM、FTIR、XRD和XPS对材料进行表征,探究复合材料的除Cr(Ⅵ)机制.结果表明:CBC-nZVI对Cr(Ⅵ)的吸附动力学数据最适合用Elovich方程描述,颗粒内扩散为主要控速步骤;吸附等温线符合Freundlich模型,吸附为自发的吸热熵增过程.CBC-nZVI对Cr(Ⅵ)的去除率随反应温度、材料投加量和溶液酸度的升高而增大,在适宜条件(温度为298K、pH值为2、投加量1.0g/L)下对Cr(Ⅵ)(30mg/L)的去除率达100%;溶液中共存阳离子或阴离子均会不同程度地抑制吸附剂对Cr(Ⅵ)的去除,影响顺序分别为Cd^(2+)>Mg^(2+)>Ca^(2+)>Cu^(2+),CO_(3)^(2-)>Cl^(-)>NO_(3)^(-)>SO_(4)^(2-).CBC-nZVI与Cr(Ⅵ)的反应机制主要包括静电吸附、化学还原、官能团吸附和沉淀吸附等过程.nZVI将吸附在材料上的Cr(Ⅵ)还原为Cr(Ⅲ),再通过表面官能团络合和形成Cr(Ⅲ)-Fe(Ⅲ)共沉淀的方式将其去除.负载后nZVI与CBC在复合材料去除Cr(Ⅵ)的过程中表现出协同作用. 展开更多
关键词 沙蒿 绿色合成 Cr(Ⅵ) 生物炭 纳米零价铁
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基于缺氧时间调控内源性亚硝酸盐强化N-EPD-CANON工艺脱氮研究
6
作者 李冬 陈晓义 +2 位作者 傅思博 张景昭 张杰 《中国环境科学》 北大核心 2025年第5期2470-2480,共11页
采用SBR反应器,以模拟市政污水为进水基质,启动硝化-内源部分反硝化-全程自养脱氮(N-EPD-CANON)工艺.实验通过调控EPD单元缺氧时间考察了单元内亚硝酸盐积累量变化对CANON工艺脱氮性能,功能菌活性以及微生物群落结构的影响.结果表明:在... 采用SBR反应器,以模拟市政污水为进水基质,启动硝化-内源部分反硝化-全程自养脱氮(N-EPD-CANON)工艺.实验通过调控EPD单元缺氧时间考察了单元内亚硝酸盐积累量变化对CANON工艺脱氮性能,功能菌活性以及微生物群落结构的影响.结果表明:在缺氧时间为40min时,EPD单元可以有效地捕获进水有机物,同时维持有利于CANON稳定运行的适量浓度的内源性亚硝酸盐.长期稳定运行下CANON反应器的总氮去除率达到86.43%,比厌氧氨氧化活性(SAA)达到0.82gN/(gVSS·d).此外,EPS质量分数逐渐增长到69.17mg/gVSS,再通过3D-EEM结合PARAFAC技术对污泥的EPS荧光组分进行分析表明,内源性亚硝酸盐的强化作用能够在不改变EPS组成成分的前提下,有效提升了芳香族蛋白质的含量,有助于污泥颗粒化及其稳定性的提高.微生物群落分析揭示,在EPD系统中Candidatus Competibacter为优势菌属占24.61%,CANON系统中Nitrosomonas的相对丰度为2.67%,这保证了An AOB菌的NO_(2)^(-)-N供应.此外,AnAOB的主要组成部分Candidatus Brocadia菌属的相对丰度也达到了13.34%. 展开更多
关键词 全程自养脱氮工艺 内源部分反硝化 反硝化聚糖菌 市政污水
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锰改性芦苇基生物炭的制备及其催化臭氧氧化效能
7
作者 罗桂林 罗晋 +3 位作者 胡映明 冯伟莹 王俊凯 晁婧 《工业水处理》 北大核心 2025年第10期121-129,共9页
为探究湿地植物利用,以西北寒旱地区湿地优势植物芦苇为原料制备生物炭,探究其吸附特性及其催化臭氧氧化处理焦化废水生化出水的性能。在生物炭制备过程中通过添加硝酸锰和硝酸铁分别得到Mn、Fe负载型改性生物炭BCMn和BCFe,表征结果表明... 为探究湿地植物利用,以西北寒旱地区湿地优势植物芦苇为原料制备生物炭,探究其吸附特性及其催化臭氧氧化处理焦化废水生化出水的性能。在生物炭制备过程中通过添加硝酸锰和硝酸铁分别得到Mn、Fe负载型改性生物炭BCMn和BCFe,表征结果表明,相较于原始生物炭(BC),BCMn和BCFe的比表面积和总孔容积显著增加,且BCMn的表现更优。吸附动力学研究表明,BC、BCMn、BCFe对苯酚的吸附均更为符合准二级反应动力学方程,且BCMn的平衡吸附量最大,同时碘吸附值测定结果也证实BCMn具有最优的吸附性能。在此基础上采用BCMn为催化剂催化臭氧氧化处理焦化废水生化出水,COD去除率达66.8%,是单独臭氧氧化去除工艺的1.6倍,最终出水COD为83 mg/L,低于《炼焦化学工业污染物排放标准》(GB 16171—2012)所规定的COD排放限值(100 mg/L)。三维荧光光谱分析表明,BCMn催化臭氧氧化工艺对于焦化废水中总荧光物质的去除率为87.2%。稳定性实验表明,BCMn重复使用3次后对COD的去除率仍保持60.00%,且锰溶出质量浓度(≤0.074 mg/L)远低于《城镇污水处理厂污染物排放标准》(GB 18918—2002)总锰限值(2.0 mg/L),并满足《地表水环境质量标准》(GB 3838—2002)Ⅲ类水对总锰的排放要求(≤0.1 mg/L)。 展开更多
关键词 催化臭氧氧化 芦苇基生物炭 苯酚 金属负载改性
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水流驱动的MoS_(2)/PVDF多孔膜降解水中四环素机理
8
作者 王玥璐 海士坤 +2 位作者 韩佳骏 张锦晓 翟圆梦 《中国环境科学》 北大核心 2025年第2期795-802,共8页
以过氧单硫酸盐(PMS)为基础的高级氧化工艺(AOPs)中,高效活化和利用PMS是去除有机污染物的一个重要目标.因此,本研究将水流驱动的压电效应引入到PMS活化中,利用制备的MoS_(2)/PVDF膜作为压电催化膜,以去除水中的四环素(TC).结果表明,在6... 以过氧单硫酸盐(PMS)为基础的高级氧化工艺(AOPs)中,高效活化和利用PMS是去除有机污染物的一个重要目标.因此,本研究将水流驱动的压电效应引入到PMS活化中,利用制备的MoS_(2)/PVDF膜作为压电催化膜,以去除水中的四环素(TC).结果表明,在60min内,MoS_(2)/PVDF膜对TC的降解效率为77.9%,反应速率常数为0.0231min^(-1),高于单独的MoS_(2)(0.0135min^(-1))和PVDF(0.0085min^(-1)).通过牺牲剂实验结合LC-MS探究TC降解过程的中间产物并分析反应机理.在循环实验中,MoS_(2)/PVDF膜表现出优异的可重用性和可回收性.上述结果表明,在水流的机械漩涡力作用下,MoS_(2)/PVDF膜可以触发压电电位并产生丰富的自由电子来激活PMS,从而产生各种活性物质来降解有机污染物. 展开更多
关键词 过氧单硫酸盐 压电效应 四环素 聚偏二氟乙烯
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核桃壳生物炭的制备及性能研究
9
作者 白小慧 平郑航 +3 位作者 闫君芝 邢艳 焦玉荣 谷百灵 《榆林学院学报》 2025年第2期7-11,共5页
采用热解法将废核桃壳制成生物炭并进行酸化处理,制备了一种经济实惠的降解亚甲基蓝(MBT)的生物炭材料(WSC),并采用IR、XRD、SEM对WSC的组成、表面性质等进行表征。结果表明,多孔生物炭的结构和含氧官能团有利于其在反应过程中与MBT接... 采用热解法将废核桃壳制成生物炭并进行酸化处理,制备了一种经济实惠的降解亚甲基蓝(MBT)的生物炭材料(WSC),并采用IR、XRD、SEM对WSC的组成、表面性质等进行表征。结果表明,多孔生物炭的结构和含氧官能团有利于其在反应过程中与MBT接触。当温度为25℃,pH为9,反应时间为90 min,WSC的投加量为0.02 g,MBT浓度为10 mg/L时,吸附效果最好,吸附率可达96.4%。此外,催化降解过程与二级动力学模型及Langmuir吸附等温拟合度高,相关系数分别为0.96991及0.99674,说明吸附偏向于化学吸附,是单分子层吸附。 展开更多
关键词 核桃壳 吸附 生物炭 亚甲基蓝
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锰基材料除磷研究综述
10
作者 翟俊 何文韬 刘文博 《土木与环境工程学报(中英文)》 北大核心 2025年第3期218-228,共11页
富营养化是一个全球性问题,威胁着饮用水安全乃至整个生态系统平衡。水体中磷(以磷酸盐为主)的过量排放是引起富营养化的重要原因之一,控制水体中磷的浓度,特别是磷酸盐浓度,具有重要意义。锰基材料具有良好的磷酸盐去除潜力,但目前缺... 富营养化是一个全球性问题,威胁着饮用水安全乃至整个生态系统平衡。水体中磷(以磷酸盐为主)的过量排放是引起富营养化的重要原因之一,控制水体中磷的浓度,特别是磷酸盐浓度,具有重要意义。锰基材料具有良好的磷酸盐去除潜力,但目前缺乏对其系统性的归纳,是一种没有得到重视的金属基材料。对锰基材料在磷酸盐去除领域的研究已经从单一的锰氧化物发展到混合金属氧化物和氢氧化物、金属-载体复合材料和层状双金属氢氧化物等,同时,电辅助吸附法、等离子体法等新兴方法的出现进一步强化了锰基材料去除磷酸盐的能力。综述了不同锰基材料去除磷酸盐的效果与机理,并对不同锰基材料去除磷酸盐的应用前景进行了评述;从提高pHpzc或加强静电效应的角度,分析总结了强化锰基材料去除磷酸盐的方法;基于现有研究内容,提出了现有研究的不足之处及未来的发展方向,以期为锰基材料去除磷酸盐的研究提供参考。 展开更多
关键词 磷酸盐 锰基材料 吸附 饮用水 废水处理
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碱调控过硫酸盐直接电荷转移氧化草甘膦及其机制
11
作者 王颖 张驰 +3 位作者 王佳琪 陈亚松 安晓强 兰华春 《中国环境科学》 北大核心 2025年第6期3111-3117,共7页
针对高级氧化降解草甘膦过程中原位产生无机磷淬灭自由基而影响去除效率问题,开发出投加NaOH调节pH值实现过硫酸盐直接电荷转移氧化草甘膦的新策略.通过反应物浓度调控、自由基捕获及电子顺磁共振表征等手段,深入考查了NaOH投加量对草... 针对高级氧化降解草甘膦过程中原位产生无机磷淬灭自由基而影响去除效率问题,开发出投加NaOH调节pH值实现过硫酸盐直接电荷转移氧化草甘膦的新策略.通过反应物浓度调控、自由基捕获及电子顺磁共振表征等手段,深入考查了NaOH投加量对草甘膦去除的重要贡献及其作用机制.研究结果表明,反应溶液pH值影响草甘膦和PMS的存在形态,进而导致草甘膦的去除率有所差异.碱性条件下,草甘膦的降解遵循直接电荷转移机制,而自由基对草甘膦分解的贡献较小,因此可以有效避免反应过程中原位生成的无机磷对自由基氧化过程的不利影响.在PMS和NaOH浓度分别为5mmo/L和6mmol/L的条件下,反应5min即可实现10mg/L草甘膦的完全分解. 展开更多
关键词 pH值 过一硫酸盐(PMS) 草甘膦 无机磷 电子转移过程
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水体中微塑料迁移行为的水力学实验与数值模拟 被引量：5
12
作者 李煜瑄 窦明 +3 位作者 李桂秋 王振 周雨泽 邢澳琪 《中国环境科学》 北大核心 2025年第3期1765-1776,共12页
为了解微塑料在水体中的迁移行为,基于水力学实验和受力分析方法识别不同类型微塑料在水体中运动状态变化的水力学参数阈值,进而结合拉格朗日粒子追踪方法建立具有明确物理机制的微塑料迁移模型,对微塑料的迁移运动轨迹进行模拟,预测微... 为了解微塑料在水体中的迁移行为,基于水力学实验和受力分析方法识别不同类型微塑料在水体中运动状态变化的水力学参数阈值,进而结合拉格朗日粒子追踪方法建立具有明确物理机制的微塑料迁移模型,对微塑料的迁移运动轨迹进行模拟,预测微塑料的最终运动状态以及归趋,并结合贾鲁河郑州市区段实测数据对模型进行验证.结果表明:贾鲁河郑州市区段中粒径在0.5mm以下的微塑料占比为66.79%,主要的形状是碎片状(31.1%)与纤维状(29.2%).PP作为漂移质迁移,且迁移速率最快;PS与粒径小于0.5mm的PA作为悬移质迁移;PET与粒径大于0.5mm的PA作为推移质进行推移运动或静止在水底.在流量为14m^(3)/s与20m^(3)/s的两种工况下,微塑料在36h内的滞留率为43.79%与47.85%,其中颗粒占比最大,PA与PET为主要的滞留微塑料种类. 展开更多
关键词 微塑料 水力学实验 迁移模型 粒子追踪法 贾鲁河
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枯草芽孢杆菌产絮凝剂菌株的紫外诱变研究
13
作者 何艳洁 李欣欣 +1 位作者 苏泷雨 王一鸣 《唐山学院学报》 2025年第3期58-62,85,共6页
文章通过对枯草芽孢杆菌进行紫外诱变,筛选得到了絮凝率最高的突变株,并将其命名为菌株ZB-30,测定其絮凝率为73.3%;将菌株ZB-30进行传代培养,传代10代后絮凝活性较稳定,说明该菌株高效产絮凝剂的能力可以稳定遗传;对菌株ZB-30进行有利... 文章通过对枯草芽孢杆菌进行紫外诱变,筛选得到了絮凝率最高的突变株,并将其命名为菌株ZB-30,测定其絮凝率为73.3%;将菌株ZB-30进行传代培养,传代10代后絮凝活性较稳定,说明该菌株高效产絮凝剂的能力可以稳定遗传;对菌株ZB-30进行有利于其产絮凝剂培养条件的优化,确定当发酵培养时间为24 h、可溶性淀粉为碳源、尿素为氮源、培养温度为35℃、培养基的初始pH值为7.0时,菌株ZB-30的絮凝效果进一步提高,絮凝率可达82.3%。 展开更多
关键词 枯草芽孢杆菌 紫外诱变 絮凝率 培养条件
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锆铝等双金属改性生物炭同步去除水中As(V)和F 被引量：5
14
作者 宋振 罗艳丽 +3 位作者 王美娟 何佳乐 张千 解新哲 《中国环境科学》 北大核心 2025年第3期1308-1320,共13页
针对水体中砷(As)、氟(F)浓度超标,复合污染难处理,造成水污染和难以灌溉利用等问题,本文制备了锆铝等双金属改性生物炭,研究其对水中As和F的吸附效果和吸附机制.研究探索了初始浓度、吸附时间、pH值、共存离子等因素对吸附的影响,并结... 针对水体中砷(As)、氟(F)浓度超标,复合污染难处理,造成水污染和难以灌溉利用等问题,本文制备了锆铝等双金属改性生物炭,研究其对水中As和F的吸附效果和吸附机制.研究探索了初始浓度、吸附时间、pH值、共存离子等因素对吸附的影响,并结合扫描电镜、比表面积仪、红外光谱、X射线等技术对材料进行表征和分析.结果表明:锆铝双金属改性生物炭(ZA-BC)是孔隙结构优良的介孔型生物炭,能在6h内快速吸附水中As、F离子.当初始As、F浓度为1和5mg/L,炭投加量为1g/L时,对As、F的去除率可达98.7%和95.2%.ZA-BC对As、F的最优吸附pH值为4~5,零电荷点pH=9.1,具有较宽的pH值使用范围4.0~9.1,其等温吸附符合Langmuir模型,动力学吸附符合拟二级动力学模型,对As、F的最大吸附容量为19.62和28.70mg/g,CO_(3)^(2-)是对吸附效果影响最大的共存离子.ZA-BC对As的吸附机制主要为静电引力和表面络合,对F的吸附机制主要为静电引力和离子交换.羟基(-OH)是吸附过程中起关键作用的物质,金属改性可为炭表面新增大量金属羟基(M-OH),M-OH可通过络合作用和离子交换作用对As、F进行化学固定.各种综合性测试表明,ZA-BC是一种很有前途的去除水中As、F的吸附材料. 展开更多
关键词 双金属改性 生物炭 砷 氟 吸附机制
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不同粒径零价铁对污泥厌氧消化反应过程的影响机制 被引量：1
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作者 严紫月 秦艳 高品 《东华大学学报(自然科学版)》 北大核心 2025年第2期122-129,共8页
零价铁(Fe^(0))作为一种性能优异的还原物质,被广泛应用于环境修复和污染治理。虽然已有研究报道Fe^(0)能够强化污泥厌氧消化效能,但其潜在微生物学机制过程尚不明晰。对比考察不同粒径Fe^(0)(500 nm(nFe^(0))、50μm(μFe^(0))和2 mm(m... 零价铁(Fe^(0))作为一种性能优异的还原物质,被广泛应用于环境修复和污染治理。虽然已有研究报道Fe^(0)能够强化污泥厌氧消化效能,但其潜在微生物学机制过程尚不明晰。对比考察不同粒径Fe^(0)(500 nm(nFe^(0))、50μm(μFe^(0))和2 mm(mFe^(0)))对污泥厌氧消化反应稳定性和产甲烷(CH_(4))效能的过程影响,探究污泥厌氧微生物群落在Fe^(0)胁迫作用下的变化特征和组成差异,进一步解析Fe^(0)强化污泥厌氧产CH_(4)效能的内在微生物学机制。结果表明,Fe^(0)能加快污泥厌氧消化反应进程,促进污泥胞外聚合物(EPS)多糖和蛋白质的分泌,挥发性脂肪酸(VFAs)和CH_(4)生成量分别可提高14.4%~41.2%和16.1%~54.2%,且nFe^(0)和μFe^(0)强化效果明显优于mFe^(0)。此外,Fe^(0)可显著富集norank_f__Bacteroidetes_vadinHA17和norank_f__norank_o__norank_c__Dojkabacteria等细菌微生物及Methanobacterium和Methanofollis等氢营养型产CH_(4)古菌微生物,且微生物富集程度随Fe^(0)粒径的减小而增强。进一步通过功能酶基因解析发现,Fe^(0)可通过富集参与氢营养型产CH_(4)过程中的甲酰甲基呋喃脱氢酶(fwd)、F_(420)还原氢化酶(frh)、膜蛋白甲基转移酶(mtr)和甲基辅酶M还原酶(mcr)等基因强化污泥产CH_(4)效能。 展开更多
关键词 零价铁 污泥厌氧消化 粒径 微生物学机制 功能酶基因
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磁性生物炭催化高铁酸盐降解新污染物探究 被引量：2
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作者 邱琪 郑瑞彬 +4 位作者 周伟伟 孙绍芳 高明昌 邱立平 李红兰 《中国环境科学》 北大核心 2025年第1期302-309,共8页
通过水热-煅烧法制备了磁性生物炭(M-BC),探究其催化高铁酸钾(Fe(Ⅵ))降解新污染物的效能;阐明了反应体系中主要的活性组分,并考察了M-BC,Fe(Ⅵ)投加量,反应溶液pH值和天然有机物对磺胺甲恶唑(SMX)降解效能的影响.结果表明,反应20min后... 通过水热-煅烧法制备了磁性生物炭(M-BC),探究其催化高铁酸钾(Fe(Ⅵ))降解新污染物的效能;阐明了反应体系中主要的活性组分,并考察了M-BC,Fe(Ⅵ)投加量,反应溶液pH值和天然有机物对磺胺甲恶唑(SMX)降解效能的影响.结果表明,反应20min后单独M-BC(50mg/L)和单独Fe(Ⅵ)(50μmol/L)对SMX去除率分别为3.5%和54.1%,而M-BC/Fe(Ⅵ)体系对SMX降解率达到89.6%.探针化合物和抑制剂等实验证实体系中主要的活性组分为中间价态铁(Fe(Ⅴ)/Fe(Ⅳ)).傅里叶红外光谱分析表明,M-BC的主要活性位点为表面酚羟基.在pH值为8条件下,Fe(Ⅵ)和M-BC投加量的增大都会使M-BC/Fe(Ⅵ)体系对SMX的去除率提升.相比单独Fe(Ⅵ)体系,在pH 7,8,9和10时M-BC/Fe(Ⅵ)体系对SMX的降解率分别提高了114%,63.6%,300%和350%.低浓度天然有机物(1mg/L)会促进M-BC/Fe(Ⅵ)体系对SMX的降解,但是高浓度天然有机物(5-10mg/L)竞争消耗Fe(Ⅵ)与Fe(Ⅴ)/Fe(Ⅳ),导致M-BC/Fe(Ⅵ)体系对SMX的降解效能降低.此外,M-BC/Fe(Ⅵ)体系对泉水和黄河水中SMX的降解率也达到100%和83.7%,具有很好的应用潜力. 展开更多
关键词 新污染物 磁性生物炭 高铁酸盐 中间态铁(Fe(Ⅴ)/Fe(Ⅳ))
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MABR处理低C/N市政污水的除碳脱氮及传氧效能
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作者 江兴 魏春海 +4 位作者 袁喆 翟心瑜 潘志辉 刘涛 张立秋 《中国环境科学》 北大核心 2025年第8期4286-4293,共8页
采用膜曝气生物膜反应器(MABR)工艺处理华南典型低浓度低碳氮比市政污水(COD、氨氮、总氮分别为258.1,30.5,36.8mg/L).结果表明,通过同步缩短水力停留时间(HRT)和增大曝气压力,探明在HRT和优选曝气压力分别为24h和5kPa,12h和7kPa,8h和8k... 采用膜曝气生物膜反应器(MABR)工艺处理华南典型低浓度低碳氮比市政污水(COD、氨氮、总氮分别为258.1,30.5,36.8mg/L).结果表明,通过同步缩短水力停留时间(HRT)和增大曝气压力,探明在HRT和优选曝气压力分别为24h和5kPa,12h和7kPa,8h和8kPa,6h和10kPa,4h和12kPa条件下,出水COD满足一级B标准,出水氨氮和总氮均满足一级A排放标准,COD、氨氮、总氮最高去除表面和容积负荷分别达到19.2,2.26,2.53g/(m^(2)·d)和1.6,0.19,0.21g/(L·d),显著高于传统生物膜和活性污泥工艺.氧传质特性试验揭示,生物膜显著提高了中空纤维曝气膜的氧转移速率(19.5~40.6gO_(2)/(m^(2)·d))、氧转移效率(30.9%~59.8%)和曝气效率(34.2~48.3kgO_(2)/kWh),体现出生物膜的自主呼吸特性(即根据进水氨氮和有机物的耗氧负荷自动通过曝气膜提取所需氧气).MABR结合间歇曝气、同步混凝、定期剥离外层增殖过厚生物膜和根据污染物负荷优化调整膜组件曝气量及进出口气压,处理市政污水具有显著的减污降碳节能降耗潜力. 展开更多
关键词 膜曝气生物膜反应器 低碳氮比市政污水 同步硝化反硝化 氧转移速率 氧转移效率 曝气效率
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体相微纳米气泡理化特性研究进展 被引量：1
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作者 李德烈 张晓 +3 位作者 张玉玲 陈建军 李梦浩 郅现衡 《广州化工》 2025年第6期1-5,共5页
作为备受关注的新兴技术,体相微纳米气泡技术兼具绿色与节能的优势,体相微纳米气泡独特理化性质的系统研究是该技术成功开发和应用的重要基础。综述了体相微纳米气泡的粒径分布、Zeta电位、破裂产生羟基自由基(·OH)和稳定性等特征... 作为备受关注的新兴技术,体相微纳米气泡技术兼具绿色与节能的优势,体相微纳米气泡独特理化性质的系统研究是该技术成功开发和应用的重要基础。综述了体相微纳米气泡的粒径分布、Zeta电位、破裂产生羟基自由基(·OH)和稳定性等特征及影响要素,对B-MNBs在废水处理上的应用优势进行了总结与分析,展示了体相微纳米气泡在废水处理应用上的可能性与潜力。为微纳米气泡未来的发展提供理论支持,对促进其在废水处理上的发展具有重要意义,并对其在废水处理的应用前景进行了展望。 展开更多
关键词 体相微纳米气泡(B-MNBs) 粒径分布 ZETA电位 羟基自由基 稳定性 要素分析 废水处理
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硫酸根自由基氧化过程中硝基和溴代副产物协同/抑制生成机制
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作者 王露 石文艳 +1 位作者 陆隽鹤 胡保卫 《中国环境科学》 北大核心 2025年第6期3128-3134,共7页
硫酸根自由基(SO_(4)•−)高级氧化技术(SR-AOPs)反应体系中含有NO_(2)^(−)和Br^(−)时,会分别生成具有“三致”毒性的硝基和溴代副产物.本研究探讨了在二者共存条件下,硝基和溴代副产物的生成机制.结果表明:苯酚在SO_(4)•−硝化过程中,产生... 硫酸根自由基(SO_(4)•−)高级氧化技术(SR-AOPs)反应体系中含有NO_(2)^(−)和Br^(−)时,会分别生成具有“三致”毒性的硝基和溴代副产物.本研究探讨了在二者共存条件下,硝基和溴代副产物的生成机制.结果表明:苯酚在SO_(4)•−硝化过程中,产生了3种硝基酚副产物,包括2-硝基酚,4-硝基酚和2,4-二硝基酚.当活化温度为60℃,苯酚,NO_(2)^(−)及过二硫酸盐(PDS)初始浓度分别为50μmol/L,100μmol/L及2mmol/L时,硝基酚的总转化率为34.5%.若反应中存在100μmol/L Br^(−),硝基酚的生成速率明显加快,相同条件下转化率增加至46.0%.原位形成的Br_(2)/HOBr迅速与NO_(2)^(−)结合,生成了一种强硝化剂—硝酰溴(BrNO_(2)).BrNO_(2)直接进攻苯酚,对促进硝基酚的生成发挥着关键性作用.值得注意的是,Br^(−)最终被释放出来,其作用相当于催化剂.同时,存在NO_(2)^(−)导致溴代副产物(如二溴乙酸)的生成速率受到抑制.因此,在SR-AOPs中,NO_(2)^(−)和Br^(−)的转化机制相互影响.二者共存时,促进了硝基酚副产物的生成,但抑制了溴代副产物. 展开更多
关键词 硫酸根自由基 亚硝酸盐 溴离子 硝酰溴 硝基副产物 溴代副产物
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低碳窑渣固废陶瓷烧制过程无机矿相演变及重金属固化机理
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作者 郭正旺 肖海平 +2 位作者 张绪钦 李岩 李宇 《硅酸盐通报》 北大核心 2025年第4期1566-1573,共8页
提锌二次窑渣是一类富含重金属的低碳固废,将其制备成陶瓷能够实现资源化利用。本文采用X射线衍射(XRD)分析和重金属浸出实验等分析方法,研究了预热温度对低碳窑渣固废陶瓷物理性能和重金属固结效果的影响。研究结果表明,预热温度500℃... 提锌二次窑渣是一类富含重金属的低碳固废,将其制备成陶瓷能够实现资源化利用。本文采用X射线衍射(XRD)分析和重金属浸出实验等分析方法,研究了预热温度对低碳窑渣固废陶瓷物理性能和重金属固结效果的影响。研究结果表明,预热温度500℃工况下烧制出的陶瓷样品性能最优。预热过程有效脱除了陶瓷生坯中的碳硫组分,促进了易挥发物质的提前挥发,从而在后续烧结过程中减少了样品内部的微孔,提高了致密化程度,最终导致陶瓷样品抗折强度的显著提升。在预热后的烧结过程中,Fe^(2+)被氧化成游离的Fe^(3+),促进了透辉石向辉石的转化过程。辉石结构具有优异的重金属固结能力,部分Zn^(2+)和Mn^(4+)以此结构被固定。此外,陶瓷内部硫酸盐的存在能促进其硅铝酸化。重金属浸出实验结果显示,多种重金属的释放率均低于0.3%,其浸出浓度均低于国家标准限值1~2个数量级。经预热处理的低碳窑渣固废制备的陶瓷不仅力学性能优异,而且对重金属固结效果良好,适合于含重金属的固废资源化利用。 展开更多
关键词 窑渣 低碳固废 陶瓷 预热 重金属固定 重金属浸出
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