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生物电激活厌氧微生物降解甲硝唑路径及机制解析

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中国给水排水 2024年第19期 94-101页

作者：张泽楠魏瑶丽周爱娟李登飞汪素芳岳秀萍太原理工大学环境科学与工程学院

甲硝唑（MNZ）是一种应用广泛但难以在传统污水处理过程中被降解的抗生素。为此，以MNZ为唯一碳源，探究了生物电激活厌氧微生物对MNZ的降解性能，同时对反应体系的电化学性能、降解路径及阳极功能微生物群落进行了分析。结果表明，阳... 详细信息

甲硝唑（MNZ）是一种应用广泛但难以在传统污水处理过程中被降解的抗生素。为此，以MNZ为唯一碳源，探究了生物电激活厌氧微生物对MNZ的降解性能，同时对反应体系的电化学性能、降解路径及阳极功能微生物群落进行了分析。结果表明，阳极微生物在经过150 d定向驯化后，反应10 d对MNZ的去除率可达到74.4%，最高电压和最大功率密度分别为0.072 V和7.61 mW/m2。此外，循环伏安分析结果表明，阳极功能微生物群落的氧化电位与Rhodopseudomonas非常接近，推测体系中的电子传递可能是通过中间介体进行。进一步通过LC-MS对该体系中MNZ的降解产物进行了解析，推测可能存在的MNZ代谢产物有1-羟乙基2-甲基5-氨基咪唑、（2-甲基-5硝基咪唑-1-基）乙酸和1-羟乙基2-甲基咪唑等。16SrDNA高通量测序结果显示，Truepera、Mycobacterium、Aquamicrobium等功能微生物得到了大量富集而成为优势菌。生物电激活体系能够通过对厌氧微生物的定殖强化其对甲硝唑的降解作用，为研究抗生素类物质的生物降解提供了理论基础。

关键词：生物电激活厌氧微生物甲硝唑降解路径生物阳极

污泥-煤矸石基活性炭的制备及对Anammox的促进

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中国给水排水 2024年第7期40卷 113-118页

作者：朱薇张晶游宏坤路闯岳秀萍端允太原理工大学环境科学与工程学院山西太原030024

以污泥与煤矸石为原料制备污泥-煤矸石基活性炭(SCAC),探究其作为固定化载体对厌氧氨氧化(Anammox)反应器运行过程的影响。结果表明,向有效容积为450 mL的反应器投加1.0 g SCAC,运行45 d后,NH_(4)^(+)-N和NO_(2)^(-)-N去除率分别达到94%... 详细信息

以污泥与煤矸石为原料制备污泥-煤矸石基活性炭(SCAC),探究其作为固定化载体对厌氧氨氧化(Anammox)反应器运行过程的影响。结果表明,向有效容积为450 mL的反应器投加1.0 g SCAC,运行45 d后,NH_(4)^(+)-N和NO_(2)^(-)-N去除率分别达到94%和99%,化学计量比(ΔNH_(4)^(+)-N∶ΔNO_(2)^(-)-N∶ΔNO_(3)^(-)-N=1∶1.40∶0.25)与理论值更接近,运行稳定性明显优于对照组,脱氮性能显著增强;运行100 d后,测得EPS含量增加了约25 mg/gVSS,其中蛋白质(PN)含量增加了近1倍,多糖(PS)含量变化不大,PN/PS值提升了近1倍,微生物疏水性增强,有利于减少微生物流失。通过扫描电子显微镜(SEM)、比表面积测定、傅里叶红外光谱(FTIR)表征,SCAC的BET比表面积为146.25m2/g,平均孔径为2.75 nm,主要为微孔介孔海绵状形态,此结构有利于微生物附着;其表面的羰基、羧基等含氧官能团可促进EPS的分泌,提高生物量,提升Anammox反应器的抗负荷冲击能力。

关键词：污泥煤矸石活性炭厌氧氨氧化脱氮

g-C_(3)N_(4)/生物炭/nZVI还原水中硝酸盐的性能

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中国环境科学 2024年第3期44卷 1357-1365页

作者：李厚芬魏谦郭阳刘鹏霄李瑞周爱娟岳秀萍太原理工大学环境科学与工程学院山西晋中030600 中北大学环境与安全工程学院山西太原030624 山西浙大新材料与化工研究院山西太原030624

通过在g-C_(3)N_(4)/生物炭(BC)材料表面还原沉积纳米零价铁(nZVI)制备了g-C_(3)N_(4)/BC/nZVI复合催化剂.利用SEM、TEM、XPS、XRD、UV-Vis DRS、光电流等对所制备的催化剂进行了物化性质和光电性能的表征,考察了g-C_(3)N_(4)/BC/nZVI在可见光照下对水中硝酸盐(NO_(3)^(-))的还原性能.结果表明,中性水体的最佳反应条件为g-C_(3)N_(4)/BC与nZVI的质量比为1:0.6,g-C_(3)N_(4)/BC/nZVI的投加量为2g/L,NO_(3)^(-)的初始浓度为20mg/L.与nZVI,BC/nZVI,g-C_(3)N_(4)/nZVI相比,g-C_(3)N_(4)/BC/nZVI表现出最快的NO_(3)^(-)还原速率(k=10.6×10^(-2)min^(-1))以及较高的脱氮性能(71.6%).实验进一步考察了g-C_(3)N_(4)/BC/nZVI还原NO_(3)^(-)过程中氮的变化规律.推测还原机理为:可见光照下,光生电子通过BC转移到n ZVI表面,提高了nZVI的反应活性和稳定性,同时,BC材料抑制光生空穴对nZVI的氧化作用;nZVI表面的活性电子将NO_(3)^(-)还原为N2和NH4+,而光生空穴则进一步将部分NH4+氧化为N2和其他气态产物.

关键词：光催化 g-C_(3)N_(4) 生物炭纳米零价铁 NO_(3)^(-)还原

基于“双碳”目标导向的“水业”研究生人才培养

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山西青年 2024年第2期 1-4页

作者：周爱娟强海峰王雪岳秀萍太原理工大学环境科学与工程学院

项目以碳达峰碳中和的“双碳”目标为导向，积极探索水工行业研究生人才培养方案，助力环境学科发展和水业低碳发展。通过重构教育内容、设计新型教育结构、探索教育实践环节、创新人才培养模式等方式，对“水业”研究生教育培养体系进... 详细信息

项目以碳达峰碳中和的“双碳”目标为导向，积极探索水工行业研究生人才培养方案，助力环境学科发展和水业低碳发展。通过重构教育内容、设计新型教育结构、探索教育实践环节、创新人才培养模式等方式，对“水业”研究生教育培养体系进行了系统的优化，使得研究生能够以较高的专业能力从事相关的系统工程工作，更好地满足“水业”人才的能力需求。

关键词： “双碳”目标污水处理行业研究生培养

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不同粒径零价铁对微氧脱氮系统的影响

工业水处理 2024年第4期44卷 84-97页

作者：于雅楠张潇岳秀萍赵博玮周爱娟崔颖邢剑波太原理工大学环境科学与工程学院山西晋中030600 山西浙大新材料与化工研究院山西太原030032 大同市生态环境评估中心山西大同037002

构建了部分硝化反硝化厌氧氨氧化(SNAD)微氧体系,并定期向体系内投加120 mg不同粒径的零价铁(ZVI),从反应器运行情况、微生物性能以及群落结构来探究不同粒径ZVI对微氧系统的影响。研究结果表明,在50 nm粒径ZVI(50 nZVI)的介导下,系统的... 详细信息

构建了部分硝化反硝化厌氧氨氧化(SNAD)微氧体系,并定期向体系内投加120 mg不同粒径的零价铁(ZVI),从反应器运行情况、微生物性能以及群落结构来探究不同粒径ZVI对微氧系统的影响。研究结果表明,在50 nm粒径ZVI(50 nZVI)的介导下,系统的TIN去除率最终稳定在83.591%,电子传递活性(ETSA)是接种污泥的1.48倍,均高于其他粒径ZVI的影响。越小粒径ZVI越能促进胞外聚合物的产生,有利于活性污泥结构稳定。这都源于粒径越小的ZVI更容易被微生物吸附、利用。微生物群落结构与功能分析结果表明,在粒径越小的ZVI介导下的微生物群落多样性越高,群落结构也越复杂。ZVI介导会促进对氧需求不敏感的微生物的富集,样品中主要检测出Candidatus_Brocadia和Candidatus_Kuenenia两种厌氧氨氧化菌(AnAOB),且在50 nZVI影响下丰度最高,分别为4.650%和0.692%。nZVI介导下,AnAOB与Gemmobacter和norank_f_Comamonadaceae两种兼性厌氧型反硝化菌共同作用构成SNAD的脱氮途径。而在mZVI介导下,兼性厌氧型反硝化为主要脱氮途径。

关键词：微氧部分硝化反硝化厌氧氨氧化系统零价铁电子传递活性生物脱氮

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微小角中子散射谱仪的高分辨中子闪烁体探测器研究

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核技术 2024年第2期47卷 66-75页

作者：刘慧银杨洁黄畅唐彬周诗慧蔡小杰王修库曾莉欣岳秀萍陈少佳许虹郭大威陈旭孙志嘉郑州大学郑州450001 中国科学院高能物理研究所北京100049 散裂中子源科学中心东莞523803

微小角中子散射谱仪是中国散裂中子源(China spallation neutron source,CSNS)工程目前在建的谱仪之一,为了实现微小角散射模式下中子衍射的精确测量,要求中子探测器的位置分辨≤2 mm、探测效率≥60%@0.4 nm。在此物理精度需求下,研制... 详细信息

微小角中子散射谱仪是中国散裂中子源(China spallation neutron source,CSNS)工程目前在建的谱仪之一,为了实现微小角散射模式下中子衍射的精确测量,要求中子探测器的位置分辨≤2 mm、探测效率≥60%@0.4 nm。在此物理精度需求下,研制了基于^(6)LiF/ZnS(Ag)闪烁屏、波移光纤阵列和硅光电倍增管(Silicon Photomultiplier,SiPM)结构的位置灵敏型闪烁体探测器,以实现热中子的高效率和高分辨实时探测。探测效率测试以标准3He管的入射中子数归一化计算得到,位置分辨通过含有“CSNS”字样的含硼铝板验证。本文详细研究了0.5 mm直径波移光纤的光传输性能,对比了不同硅光电倍增管的增益和热噪声特性,并以此设计了有效面积为300 mm×300 mm的探测器工程样机。经测试,该探测器的位置分辨为1.2 mm×1.2 mm,探测效率为(61.8±0.2)%@0.4 nm,达到了工程设计指标,满足了CSNS工程微小角谱仪的中子衍射测量需求。

关键词：闪烁体探测器硅光电倍增管波移光纤位置分辨探测效率

污泥生物淋滤过程中磷形态的分布及相间迁移转化

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中国给水排水 2024年第13期40卷 86-92页

作者：路闯张晶游宏坤李兆强迈迪范晓军岳秀萍端允太原理工大学环境科学与工程学院山西晋中030600

利用SMT法分析了生物淋滤过程中剩余污泥固相、液相和胞外聚合物(EPS)中磷形态及分布。结果表明,采用生物淋滤法处理5 d后,可利用磷占比从29.0%上升至80.5%,液相总磷(TDP)含量比对照组提高了6.54 mg/g,生物有效磷(BAP)占固相总磷(TSP)... 详细信息

利用SMT法分析了生物淋滤过程中剩余污泥固相、液相和胞外聚合物(EPS)中磷形态及分布。结果表明,采用生物淋滤法处理5 d后,可利用磷占比从29.0%上升至80.5%,液相总磷(TDP)含量比对照组提高了6.54 mg/g,生物有效磷(BAP)占固相总磷(TSP)的比例从28.6%上升至70.2%,释磷的同时提高了污泥的可生物利用性;正磷酸盐含量显著增加,占TDP的96.9%,有利于后期磷的回收利用。磷的迁移转化分为吸收和释放两个阶段,在吸收阶段,磷从液相和EPS中向固相迁移,优势形态从羟基磷灰石磷(AP)转化为有机磷(OP);在释放阶段,磷从固相向EPS和液相中迁移,其优势形态转化为正磷酸盐。最佳的释磷效果发生在没有调控酸碱度的对照组。Ca、Mg、Fe的测定结果表明,钙磷和铁磷是污泥液相磷的主要磷源。

关键词：生物淋滤剩余污泥磷释放生物有效磷迁移转化

OBE理念下高校城市水资源管理课程改革及实践探索

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高教学刊 2024年第30期10卷 43-47页

作者：周爱娟李沈卓张家广刘芝宏赵玉珏邓蒙轩岳秀萍太原理工大学太原030024

该文提出将人文元素融入课堂并顺应OBE教学理念对城市水资源管理进行课程改革。该课程是环境及给排水专业一门理论实践性兼具的模块专业选修课。OBE是以学生为本,采用逆向思维方式建立课程体系的一种新型教育理念;譬如历史、文化、思政... 详细信息

该文提出将人文元素融入课堂并顺应OBE教学理念对城市水资源管理进行课程改革。该课程是环境及给排水专业一门理论实践性兼具的模块专业选修课。OBE是以学生为本,采用逆向思维方式建立课程体系的一种新型教育理念;譬如历史、文化、思政等人文元素的融入能增加课堂的趣味性。改革旨在培养环境领域的高级工程技术人才。实践结果表明,OBE理念应用于实际课堂后,教师的授课导向性更明确——注重对学生解决实际问题能力的培养;而在课堂中融合人文元素后学生对课程的理解程度明显加深。故实践该模式对学生提高其综合素质,学习其他课程,培养环保理念和增强创新能力均有积极影响,且能较好地顺应新时代下国际工程教育对专业选修课程的要求。

关键词：城市水资源管理课程改革 OBE教学理念人文元素新时代

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热水供应回水管径的确定

中国给水排水 1996年第2期12卷 20-22页

作者：岳秀萍太原工业大学

热水供应回水管径的确定岳秀萍（太原工业大学）１问题的提出目前，热水循环管的管径计算习惯采用估选方法：当热水循环系统采用自然循环方式时，回水管管径可与其相应的配水管管径相等或小豆号；采用机械循环方式时，回水管管径比其相... 详细信息

热水供应回水管径的确定岳秀萍（太原工业大学）１问题的提出目前，热水循环管的管径计算习惯采用估选方法：当热水循环系统采用自然循环方式时，回水管管径可与其相应的配水管管径相等或小豆号；采用机械循环方式时，回水管管径比其相应的配水管管径小１～２号。同时还规...

关键词：热水供应回水管径水力计算