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厌氧氨氧化动力学特性解析

环境科学与技术 2024年第S1期47卷 28-37页

作者：孙志华陈翠忠蓝明菊王健康石河子大学水利建筑工程学院新疆石河子832000

厌氧氨氧化是处理污水中氨氮和亚硝酸盐氮的最有效技术之一,但在实际应用中低生长速率和对环境因素的敏感性使得厌氧氨氧化过程多变且不稳定。而动力学模型的研究可以为更好地理解和使用脱氮技术提供有价值的工具,该文对厌氧氨氧化抑制... 详细信息

厌氧氨氧化是处理污水中氨氮和亚硝酸盐氮的最有效技术之一,但在实际应用中低生长速率和对环境因素的敏感性使得厌氧氨氧化过程多变且不稳定。而动力学模型的研究可以为更好地理解和使用脱氮技术提供有价值的工具,该文对厌氧氨氧化抑制、恢复和过程动力学模型进行了综述,阐明修正的Boltzmann模型广泛应用于厌氧氨氧化抑制后恢复性能的描述,并深入探讨不同反应器的动力学过程,认为修正的Stover-Kincannon和Grau二阶模型是最适合不同厌氧氨氧化反应器过程动力学模型,研究结果对厌氧氨氧化工艺环境因素的调控和反应器的优化设计具有一定的指导意义。

关键词：厌氧氨氧化抑制动力学恢复动力学过程动力学

电-高锰酸钾-过一硫酸盐体系的构建及对偶氮染料活性黄K-RN的降解

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环境化学 2024年

作者：张铭阳孙志华陈翠忠王健康姬钰赵纯哈尔滨工程大学航天与建筑工程学院石河子大学水利建筑工程学院重庆大学环境与生态学院

为解决水中偶氮染料的难降解的问题，构建了电-高锰酸钾-过一硫酸盐体系(E-PM-PMS体系)，以活性黄K-RN为目标偶氮染料，考察了PM浓度、PMS浓度、电流密度、初始pH、水体背景对活性黄K-RN降解的影响.结果表明，E、PM、PMS之间有明显的协... 详细信息

为解决水中偶氮染料的难降解的问题，构建了电-高锰酸钾-过一硫酸盐体系(E-PM-PMS体系)，以活性黄K-RN为目标偶氮染料，考察了PM浓度、PMS浓度、电流密度、初始pH、水体背景对活性黄K-RN降解的影响.结果表明，E、PM、PMS之间有明显的协同作用.在PM浓度为0.8 mmol·L-1、PMS浓度为1 mmol·L-1、电流密度为26.29 mA·cm-2、初始pH为6、硫酸钠浓度为50 mmol·L-1的条件下，反应20 min对活性黄K-RN的降解率为95.8%，反应120 min对活性黄K-RN的矿化率为47.96%.电子自旋共振(ESR)测试证明，E-PM-PMS体系在降解活性黄K-RN的过程中产生了SO4-·、·OH、1O2和·O2-等活性氧物种，E-PM-PMS体系降解活性黄K-RN是以自由基为主导的降解过程.此外，考察了E-PM-PMS体系对不同染料有显著的降解效果.该研究提出的E-PM-PMS体系为偶氮染料的降解提供了理论依据和技术参考.

关键词：电化学高锰酸钾过一硫酸盐偶氮染料活性黄K-RN

新疆典型地区地表水与地下水重金属分布特征及健康风险评价

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环境化学 2024年

作者：和永贤许鸿王健康李俊峰孙志华薛海斌陈翠忠蓝明菊吴心蓉石河子大学干旱区水资源高效利用重点实验室石河子大学水利建筑工程学院

水源水质是影响社会稳定和经济发展的主要因素.为综合分析评价新疆典型地区地表水和地下水中重金属的分布特征及对人体的健康风险，本研究选取了8处典型流域地表水(404组水环境样品)和7处典型流域地下水(552组水环境样品)中的7种典型重... 详细信息

水源水质是影响社会稳定和经济发展的主要因素.为综合分析评价新疆典型地区地表水和地下水中重金属的分布特征及对人体的健康风险，本研究选取了8处典型流域地表水(404组水环境样品)和7处典型流域地下水(552组水环境样品)中的7种典型重金属元素(As、Cd、Cr、Cu、Ni、Pb和Zn)进行统计，分别运用多元统计分析、健康风险评价及其不确定性分析以揭示新疆典型地区地表水和地下水重金属的分布状况和对人体产生的健康风险.结果表明，新疆各研究区域地表水和地下水重金属的平均含量均符合我国现行的饮用水卫生标准.各重金属的含量分布在地表水源中并未表现出明显的地域特征，但在地下水源中主要表现为塔里木盆地As和Cd富集的特点；健康风险评价结果表明，健康风险主要来源于摄入途径且儿童的健康风险较高.非致癌健康风险(HI)主要由金属元素As引起，具体体现在地表水源的博斯腾湖流域和地下水源的奎屯垦区、叶尔羌河流域.其中，地表水源中各重金属对人体非致癌风险的排序为：As>Cr>Cd>Ni>Pb>Cu>Zn；地下水源中的排序为：As>Cd>Cr>Pb>Ni>Cu>Zn.致癌风险评价结果显示，As和Cr是新疆各水源中影响人体健康的主要重金属元素，尤其是地下水源.因此，当地政府在饮用水源的选取过程中，应同时加强对水体中As和Cr的监管和控制.

关键词：地表水地下水重金属健康风险评价

碳氮比与游离氨对活性污泥胞外聚合物及微生物多样性的影响

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碳氮比与游离氨对活性污泥胞外聚合物及微生物多样性的影响

作者：陈翠忠兰州交通大学

学位级别：硕士

活性污泥是胞外聚合物(Extracellular Polymeric Substances,EPS)、细菌、菌胶团等物质经过复杂的聚合过程而形成的聚集体,EPS被认为是活性污泥絮体中除了水和微生物细胞之外的第三种成分,并且微生物新陈代谢和自溶所产生的聚合物是EPS... 详细信息

活性污泥是胞外聚合物(Extracellular Polymeric Substances,EPS)、细菌、菌胶团等物质经过复杂的聚合过程而形成的聚集体,EPS被认为是活性污泥絮体中除了水和微生物细胞之外的第三种成分,并且微生物新陈代谢和自溶所产生的聚合物是EPS的来源之一,因此污水中游离氨(FA)浓度(FA是NH-N浓度、pH和水温的函数)和碳氮比(C/N)的变化,将会影响微生物的新陈代谢等功能,导致EPS及其组分含量的变化。为了深入探究活性污泥系统脱氮过程中胞外聚合物(EPS)的变化规律,本研究采用SBR工艺,以人工配水为研究对象,基于三维荧光光谱(3D-EEM)、高通量测序、扫描电子显微镜(SEM)及扫描电子显微镜-X射线能谱仪(SEM-EDS),考察了碳氮比(C/N)及游离氨(FA)对生物脱氮效能、胞外聚合物(EPS)及其组分(PS、PN和DNA)、污泥脱水及沉降性能与微生物多样性影响的试验研究。基于探究C/N(0、5、10和15)对微生物EPS及其组分、污泥脱水及沉降性能与微生物多样性影响的试验研究,主要获得以下结论:(1)4种C/N条件下系统均获得了较高的NH-N去除率,且R和R系统内发生了同步硝化反硝化的现象,即高C/N有利于同步硝化反硝化的实现。(2)当C/N由0上升至15时,EPS和TB-EPS含量均呈现上升趋势,而LB-EPS含量逐渐下降,说明高碳氮比有利于EPS的产生,且EPS和TB-EPS中的PS、PN和DNA含量表现为递增的趋势,其中PS变化较为显著,而LB-EPS中的PS、PN和DNA含量整体表现为下降的趋势。(3)随着C/N的增大,CST、SRF和SVI值显著增大,即随着C/N的增加,污泥脱水及沉降性能显著恶化,说明C/N对污泥脱水及沉降性能有着显著影响,且EPS与CST、SRF和SVI均呈正相关。(4)LB-EPS、TB-EPS和EPS的三维荧光光谱分析。结果表明,(1)LB-EPS三维荧光光谱分析。相比于硝化开始时R系统LB-EPS中峰A(类蛋白物质)、峰B(类腐殖物质)和峰C(类富里酸物质)的荧光强度值,硝化结束时峰A、峰B和峰C的荧光强度值均增大,因此可推断高C/N有利于硝化过程中类蛋白物质、类腐殖物质和类富里酸物质的产生积累;(2)TB-EPS三维荧光光谱分析。在硝化过程中,R系统中TB-EPS中的类蛋白物质、类腐殖物质和类富里酸物质有所积累,而R、R、和R系统中类蛋白物质、类腐殖物质和类富里酸物质有所减少;(3)EPS三维荧光光谱分析。在硝化过程中,R系统EPS中蛋白类物质和富里酸物质有所积累,腐殖质物质含量减少,而R、R和R系统不利于EPS中蛋白类物质、富里酸物质和腐殖质物质含量的积累。(5)活性污泥的SEM和SEM-EDS分析。结果表明,随着C/N的提高,不同基质条件下活性污泥系统内的微生物种群特性显著改变,丝状菌数量逐渐增多。并且活性污泥表面组成元素主要为C、N、O和P。C构成微生物细胞的碳架,因此其含量最多,其次为N(提供微生物合成蛋白质的原料),此外随着C/N增大,C、N和O的表观浓度以及所占的百分比表现为递减的趋势。(6)基于高通量测序技术对微生物群落结构及微生物多样性的分析。结果表明,(1)所提供的样本量足以反映群落的丰富度,满足微生物的分析需求,4种C/N条件下样品中OTU数目分别为1513、1023、1410和1139;(2)随着C/N的升高(0→5→10→15),SBR系统内活性污泥样本中特有的OTU数目表现为先下降后略微上升的趋势(715→293→221→382),并且对于门、纲、目、科和属水平的微生物种类数,R系统最高,R次之,R系统最少,同时种水平微生物的种类数R系统最高,R次之,R系统最少;(3)4种C/N条件下活性污泥系统内以变形菌门、拟杆菌门、蓝细菌门、疵微菌门、硝化螺旋菌门和浮霉状菌门的微生物为主要菌群,六者的相对丰度比例约占所有微生物门水平的90.6%,同时随着C/N的升高亚硝化单胞菌科在活性污泥中的相对丰度,表现为递减的趋势(3.43%→0.27%→0.20%→0.13%)。基于探究FA(0.5、5、10和15)对微生物EPS及其组分、污泥脱水及沉降性能影响的试验研究,主要获得以下结论:(1)4种FA条件下系统均获得了较高的NH-N去除率,并且R和R系统实现了稳定的短程硝化[NO-N积累率为(96.6%9.3%)],说明高FA浓度有利于短程生物脱氮的实现。(2)不同FA浓度条件下硝化结束时的LB-EPS和TB-EPS含量略高于硝化开始和反硝化结束时的LB-EPS含量,且系统内LB-EPS和TB-EPS的DNA含量在硝化过程下降,而在反硝化过程显著上升,此外硝化结束时TB-EPS中的PS含量显著高于硝化开始和反硝化结束时的PS含量,即硝化过程中有利于

关键词：碳氮比游离氨胞外聚合物沉降性能脱水性能微生物多样性

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三种金属阳极电絮凝法除磷效果对比实验研究

水处理技术 2022年第8期48卷 44-47,53页

作者：陈鹏李俊峰王健康曲文颖谷天天陈翠忠石河子大学水利建筑工程学院 832003 石河子大学化学化工学院新疆兵团绿色化工过程重点试验室新疆石河子832000

水体中存在过量的磷元素会造成水体富营养化等环境问题,采用镁、铝和铁作为电絮凝法中的阳极对模拟废水中总磷进行去除,分别考察电流密度和溶液初始pH对总磷去除效果的影响。结果表明:镁阳极、铝阳极和铁阳极的最佳电流密度依次为15、20... 详细信息

水体中存在过量的磷元素会造成水体富营养化等环境问题,采用镁、铝和铁作为电絮凝法中的阳极对模拟废水中总磷进行去除,分别考察电流密度和溶液初始pH对总磷去除效果的影响。结果表明:镁阳极、铝阳极和铁阳极的最佳电流密度依次为15、20、15 mA/cm^(2),三种金属阳极最佳的初始pH均为7,电解60 min后总磷的去除率依次为99.80%、99.78%和99.56%。溶液中总磷的去除过程符合一级反应动力学方程,同时各电极在最佳反应条件下在实际废水中的去除效果依次为98.0%、97.7%和68.6%。絮凝体分析结果表明镁阳极和铝阳极产生的絮凝体结构稳定相对于铁阳极能够更好的去除废水中的总磷。

关键词：电絮凝总磷三种金属阳极 pH 电流密度

5E教学在《节能技术与废物资源化》课程中的探索

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中文科技期刊数据库（全文版）教育科学 2022年第9期 66-68页

作者：额热艾汗陈翠忠任玉成汪秋刚石河子大学水利建筑工程学院新疆石河子832000

节能减排与废物资源化是实现“双碳”目标的有效途径之一。通识教育课程《节能技术与废物资源化》利用实践环节引导学生发现周围生活中能源浪费、资源废弃等现象,并找出其解决思路与方法等方面做了一些探索。实践证明该教学环节在激发... 详细信息

节能减排与废物资源化是实现“双碳”目标的有效途径之一。通识教育课程《节能技术与废物资源化》利用实践环节引导学生发现周围生活中能源浪费、资源废弃等现象,并找出其解决思路与方法等方面做了一些探索。实践证明该教学环节在激发学生的创新意识,挖掘学生的发散思维和潜力,引导学生学以致用,提高学生动手能力等方面有极好的效果。这种基于吸引、探究、解释、迁移和评价等5E教学模式,在树立学生节能意识、废弃物资源化意识,倡导绿色、环保、低碳的生活方式,从而助力“双碳”战略方面有一定的积极意义。

关键词：节能减排资源化利用 5E教学模式作品

《水质工程学I》线下一流课程建设研究与探索

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中文科技期刊数据库（文摘版）教育 2023年第11期 163-165页

作者：王健康王亚茹陈翠忠孙志华王文怀石河子大学水利建筑工程学院新疆石河子832000 石河子博力工程管理有限公司新疆石河子832000

在新工科建设及工程专业认证建设的背景下,开展课程改革及建设是响应高等教育改革的主要举措。本文以石河子大学《水质工程学I》线下一流课程建设为例,基于成果导向教育(OBE)的教育理念对课程资源、教学团队、教学模式、课程成绩评定方... 详细信息

在新工科建设及工程专业认证建设的背景下,开展课程改革及建设是响应高等教育改革的主要举措。本文以石河子大学《水质工程学I》线下一流课程建设为例,基于成果导向教育(OBE)的教育理念对课程资源、教学团队、教学模式、课程成绩评定方式等建设过程进行了阐述,并对取得的成效进行了评价。同时指出了在建设过程中存在的问题并提出了一定的改进措施,以期为持续推进线下一流课程建设打下坚实的基础。

关键词：水质工程学一流课程课程建设

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碳氮比对活性污泥胞外聚合物的长期影响

中国环境科学 2018年第3期38卷 950-958页

作者：孙洪伟陈翠忠高宇学赵华南于雪许涓兰州交通大学环境与市政工程学院甘肃兰州730070 北京桑德环境工程有限公司设计院北京101102 中铁第一勘察设计院咨询监理有限责任公司陕西西安710000 环境保护部固体废物与化学品管理技术中心北京1000294

以人工模拟废水为研究对象,采用4组SBR反应器(R0,R5,R10和R15),重点考察了碳氮比(C/N)对胞外聚合物(EPS)含量及其组分(蛋白质(PN)、多糖(PS)和核酸(DNA))的影响.试验结果表明:C/N对EPS及其组分具有显著影响.随着C/N由0升高至15,EPS和紧... 详细信息

以人工模拟废水为研究对象,采用4组SBR反应器(R0,R5,R10和R15),重点考察了碳氮比(C/N)对胞外聚合物(EPS)含量及其组分(蛋白质(PN)、多糖(PS)和核酸(DNA))的影响.试验结果表明:C/N对EPS及其组分具有显著影响.随着C/N由0升高至15,EPS和紧密结合型胞外聚合物(TB-EPS)含量逐渐升高,而松散型胞外聚合物(LB-EPS)含量逐渐降低,EPS以TB-EPS为主(占77.4%~93.6%).EPS和TB-EPS中的PN、PS和DNA含量随着C/N值升高而升高,LB-EPS中的PN、PS和DNA含量随C/N升高而降低.此外,随着C/N的增大,毛细吸水时间(CST)和污泥比阻(SRF)值显著增大,污泥的脱水性能变差.

关键词：碳氮比胞外聚合物污泥脱水性能

课程思政在建筑给水排水工程课程中的探索与实践

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中国现代教育装备 2022年第11期 102-104页

作者：任玉成陈翠忠江煜王健康李俊峰石河子大学水利建筑工程学院新疆石河子832003

从高等教育立德树人根本任务出发,充分挖掘建筑给水排水工程课程中蕴含的思政元素。围绕培养爱国主义精神,树立职业精神、奉献精神,培养创新能力,增强社会责任感,树立专业认同感,培养工匠精神等展开思政教育,将知识传授和价值观塑造有... 详细信息

从高等教育立德树人根本任务出发,充分挖掘建筑给水排水工程课程中蕴含的思政元素。围绕培养爱国主义精神,树立职业精神、奉献精神,培养创新能力,增强社会责任感,树立专业认同感,培养工匠精神等展开思政教育,将知识传授和价值观塑造有机结合。通过课程思政教学改革探索与实践,培养出更多德智体美劳全面发展的社会主义建设者和接班人,为社会做出更大的贡献。

关键词：建筑给水排水工程课程思政教学改革