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强化混凝-平板折转错流超滤工艺处理脱墨废水

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环境工程学报 2022年第5期16卷 1497-1505页

作者：吴月何沛然张健魏宁张忠国张凤山程洪顺北京市科学技术研究院资源环境研究所北京100095 中国轻工业节能节水与废水资源化重点实验室北京100095 全国循环经济工程实验室(工业废水资源化及工业节水) 北京100095 北京科技大学环境工程系北京100835 华泰集团股份有限公司东营257335

采用强化混凝-平板折转错流膜分离技术对脱墨废水的二级生化出水进行了深度处理中试研究,从运行方式、超滤膜种类、清洗方式、长期运行稳定性等方面评估了工艺适用性。结果表明,间歇运行方式可有效降低滤饼层阻力(R_(c))和浓差极化阻力(... 详细信息

采用强化混凝-平板折转错流膜分离技术对脱墨废水的二级生化出水进行了深度处理中试研究,从运行方式、超滤膜种类、清洗方式、长期运行稳定性等方面评估了工艺适用性。结果表明,间歇运行方式可有效降低滤饼层阻力(R_(c))和浓差极化阻力(R_(g)),缓解膜污染,提高水通量和出水水质。亲水性强、截留分子质量(30 kDa)较大的聚偏氟乙烯(PVDF)超滤膜可以延缓膜污染,提高产水率和出水水质;比截留分子质量(8 kDa)较小的PES膜更适宜脱墨废水二级生化出水的处理。正反同步冲洗可有效清洗膜表面及膜孔内部,显著降低滤饼层阻力(R_(c))、孔堵阻力(R_(f))、浓差极化阻力(R_(g)),且可避免反冲洗损伤膜表面功能层。在跨膜压差为0.025 MPa、聚合氯化铝投加量为2 g·L^(−1)条件下,采用停歇2 min、运行8 min操作方式,PVDF超滤膜可在膜通量为80 L·(m^(2)·h)^(−1)以上连续运行50 h,COD、浊度、色度的平均去除率分别可达79.1%、99.9%和99.4%,满足我国《工业用水水质标准》(GB/T 19923-2005)中循环冷却水系统补水要求,且清洗后水通量可恢复95%以上,表明该技术具有深度处理脱墨废水的应用潜力。

关键词：脱墨废水强化混凝/絮凝错流超滤膜分离

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微波诱导催化反应在环境净化中的应用研究进展

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材料导报 2022年第18期36卷 5-13页

作者：吕秀娟唐晓龙易红宏赵顺征任晨阳北京科技大学能源与环境工程学院工业典型污染物资源化处理北京市重点实验室

催化净化法是环境污染物的主要净化技术之一，而微波场具有波动性、高频性、热特性和非热特性四大基本特征，因此微波诱导催化反应在改善环境质量方面具有至关重要的作用。随着科研人员对微波技术以及催化技术不断深入的研究，开发具有... 详细信息

催化净化法是环境污染物的主要净化技术之一，而微波场具有波动性、高频性、热特性和非热特性四大基本特征，因此微波诱导催化反应在改善环境质量方面具有至关重要的作用。随着科研人员对微波技术以及催化技术不断深入的研究，开发具有优异吸波性能与催化活性的多功能材料成为研究的重点。根据吸波材料转化微波的形式可以将吸波材料分为介电损耗型、电阻损耗型和磁损耗型。吸波材料的吸波性能受到材料组成、表面构型、孔径结构等多种因素的影响。近年来，研究者们从材料的匹配特性与衰减特性出发，不断改进吸波材料合成方法，并取得了丰硕的成果，在不断改善材料吸波性能的同时，充分发挥其在微波诱导催化反应中的作用，提高了能源利用率以及环境污染物的降解速率。吸波材料在微波的作用下会产生热点效应以及放电效应。微波诱导催化反应将常规热场改为微波热场，可以在较低的宏观温度下实现材料的迅速升温，达到优异的催化效果。金属材料在微波场中会诱发微波放电，放电过程会产生热点效应、等离子体效应以及光催化效应，对污染物的去除具有重要作用。但由于微波诱导催化的反应过程较为复杂，当前的研究难点为区分热点效应与放电效应的影响、明确微波诱导催化反应的反应路径。近年来研究者们开发了一系列具有优异吸波性能以及催化效能的催化剂，将微波诱导催化反应应用于废水废气的净化处理技术，具有反应速率快、处理效率高等优点。本文主要介绍了材料的吸波原理，阐述了材料吸波性能的改进、微波热点效应和微波放电效应在污染物去除方面的应用，并对微波诱导催化反应今后的发展方向进行了讨论。

关键词：催化微波热点效应放电等离子体吸波材料环境

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基于非培养手段的多环芳烃降解微生物解析

中国环境科学 2018年第9期38卷 3562-3575页

作者：陈亚婷姜博邢奕张娜娜连路宁路培北京科技大学能源与环境工程学院工业典型污染物资源化处理北京市重点实验室北京100083

本文对原位识别土壤未培养微生物的非培养手段进行综述,揭示其在PAHs降解中发挥的作用.首先对土壤中PAHs的降解微生物、降解原理以及功能基因进行全面总结;其次对荧光原位杂交技术(FISH)、稳定同位素探针技术(SIP)、宏基因组学技术(Meta... 详细信息

本文对原位识别土壤未培养微生物的非培养手段进行综述,揭示其在PAHs降解中发挥的作用.首先对土壤中PAHs的降解微生物、降解原理以及功能基因进行全面总结;其次对荧光原位杂交技术(FISH)、稳定同位素探针技术(SIP)、宏基因组学技术(Metagenomics)、转录组学技术(Transcriptomics)、单细胞技术(Single-cell technology)以及磁性纳米材料技术(MMI)等非培养手段的原理、特点以及应用进行归纳总结.重点讨论这6种非培养手段在原位识别PAHs降解微生物中的应用潜力.其中SIP在研究PAHs降解机制中最为成熟、稳定,应用最广泛.MMI作为一种新型的非培养手段,能够从复杂的生态环境中分离获得活的功能微生物,为深入探究未培养的PAHs降解微生物提供解决途径.

关键词：未培养微生物多环芳烃降解土壤功能微生物非培养方法

工业污染土壤中不同粒径下的三种典型有机污染物的分布规律研究

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土壤通报 2014年第2期45卷 462-468页

作者：潘吉秀夏天翔姜林魏萌钟茂生武敏北京市环境保护科学研究院污染场地风险模拟与修复北京市重点实验室北京100037 国家城市环境污染控制工程技术研究中心北京100037 首都师范大学资源环境与旅游学院北京100048 沈阳农业大学辽宁沈阳110866

采集六氯苯(HCB)、滴滴涕(DDT)、多环芳烃(PAHs)污染的工业场地土壤,筛分为六个粒径等级(500~1000μm、250~500μm、125~250μm、106~125μm、75~106μm、<75μm),测定土壤各个粒径下比表面积(SSA),以及总有机碳(TOC)、溶解有机碳(DOC)... 详细信息

采集六氯苯(HCB)、滴滴涕(DDT)、多环芳烃(PAHs)污染的工业场地土壤,筛分为六个粒径等级(500~1000μm、250~500μm、125~250μm、106~125μm、75~106μm、污染物的含量。HCB、DDT、PAHs土样SSA和TOC含量随粒径大小而变化,各土样中的SSA变化范围分别为31.1~49.1 m2g-1、43.2~52.1 m2g-1、29.7~43.3 m2g-1,TOC含量分别为5.7~10.7 g kg-1、3.5~11.4 g kg-1、7.4~9.2 g kg-1,DOC与TOC间有显著的一致性(R2=1,P污染物总量之间未显示出较强的相关性。

关键词：土壤粒径比表面积(SSA) 总有机碳(TOC) HCB DDT PAHs

改良UCT分段进水脱氮除磷工艺性能及物料平衡

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化工学报 2010年第4期61卷 1009-1017页

作者：葛士建彭永臻张亮王希明王淑莹北京工业大学北京市水质科学与水环境恢复重点实验室北京100124 哈尔滨工业大学城市水资源与水环境国家重点实验室黑龙江哈尔滨150090

采用改良UCT分段进水试验装置研究了该工艺处理实际生活废水的脱氮除磷性能,建立了该系统碳(COD)、氮、磷的物料衡算公式,并以稳态条件下试验数据为基础分析评价了各指标的物料分布情况。结果表明,工艺出水水质稳定,抗冲击负荷能力较强... 详细信息

采用改良UCT分段进水试验装置研究了该工艺处理实际生活废水的脱氮除磷性能,建立了该系统碳(COD)、氮、磷的物料衡算公式,并以稳态条件下试验数据为基础分析评价了各指标的物料分布情况。结果表明,工艺出水水质稳定,抗冲击负荷能力较强,平均出水COD、总氮、总磷含量分别为43.5、8.51、0.29mg·mL-1,满足国家城镇生活污水一级A排放标准。此外,根据建立的物料衡算公式及工艺各反应区污染物指标的转化途径分析发现,高达67.1%的反硝化脱氮作用(包括缺氧反硝化和好氧同步硝化反硝化)是该工艺深度脱氮的根本原因;系统反硝化和释磷过程利用的COD占总去除量的62.1%,体现了该工艺充分利用原水碳源的优势;氮素和COD的平衡率均高达99.8%,证明了所建立的公式的有效性。系统对磷的去除主要依赖于排放的剩余污泥,占总量的71.7%。

关键词：分段进水脱氮除磷 UCT 物料平衡

MFI型分子筛在VOCs去除领域的研究进展

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材料导报 2020年第17期34卷 17089-17098页

作者：冯勇超于庆君易红宏唐晓龙黄永海张媛媛庄瑞杰北京科技大学能源与环境工程学院工业典型污染物资源化处理北京市重点实验室

挥发性有机物(VOCs)的排放对自然环境和人类健康造成了严重危害,开展VOCs治理研究工作刻不容缓。常见的VOCs治理方法主要有吸附法、生物法、吸收法、冷凝法和催化燃烧法等。针对工业生产中VOCs浓度低、风量大、温度低等特点,吸附+催化... 详细信息

挥发性有机物(VOCs)的排放对自然环境和人类健康造成了严重危害,开展VOCs治理研究工作刻不容缓。常见的VOCs治理方法主要有吸附法、生物法、吸收法、冷凝法和催化燃烧法等。针对工业生产中VOCs浓度低、风量大、温度低等特点,吸附+催化处理工艺近年来受到广泛关注。吸附净化技术的核心是吸附剂。目前,常见的吸附材料主要有活性炭、硅胶、分子筛等,由于工业VOCs中含水的特点以及材料本身的性质,MFI型分子筛凭借其独特的孔道结构和可调的硅铝比等优势在VOCs去除领域应用较为广泛。MFI型分子筛按其元素组成可分为ZSM-5、Silicalite-1和TS-1。吸附剂的孔道结构和表面性质决定其对VOCs的吸附效果。在工业净化过程中,VOCs含水问题极大地减弱了分子筛的吸附性能。因此,近年来除研究提高分子筛对VOCs的饱和吸附量外,研究者们还对工业VOCs中含水问题进行了深入的研究,目前常见的疏水改性方法主要有提高分子筛的硅铝比和表面硅烷化两种改性方式。MFI型分子筛作为催化剂载体,其活性组分和载体共同决定了负载型催化剂对VOCs的去除情况。复合活性组分、载体结构以及优异的催化剂制备方法均能够提高其催化氧化VOCs的性能。本文归纳了近年来MFI型分子筛在VOCs去除领域的主要研究成果和进展,分别对MFI型分子筛的结构性质及其在吸附和催化氧化VOCs方面的应用进行了介绍,分析了其在吸附和催化领域中面临的问题,最后针对工业源VOCs的排放特征,对MFI型分子筛的应用前景进行了分析与展望。

关键词： MFI型分子筛挥发性有机物吸附催化氧化

常温CANON反应器内微生物群落结构及生物多样性

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哈尔滨工业大学学报 2013年第8期45卷 28-33页

作者：刘涛李冬畅晓燕曾辉平曾涛涛张杰哈尔滨工业大学城市水资源与水环境国家重点实验室哈尔滨150090 北京工业大学水质科学与水环境恢复工程北京市重点实验室北京100124

为研究基于亚硝化的全程自养脱氮(CANON)工艺中微生物群落结构及种属特征,从常温条件下稳定运行的CANON反应器中采集生物膜样品,并基于聚合酶链式反应-变性梯度凝胶电泳(PCR-DGGE)技术,分别对总细菌、氨氧化细菌和厌氧氨氧化菌进行群落... 详细信息

为研究基于亚硝化的全程自养脱氮(CANON)工艺中微生物群落结构及种属特征,从常温条件下稳定运行的CANON反应器中采集生物膜样品,并基于聚合酶链式反应-变性梯度凝胶电泳(PCR-DGGE)技术,分别对总细菌、氨氧化细菌和厌氧氨氧化菌进行群落结构解析.结果表明:反应器中与亚硝化作用有关的功能菌为亚硝化单胞菌属(Nitrosomonas)和亚硝化螺菌属(Nitrosospira),与厌氧氨氧化作用有关的功能菌是Candidatus Brocadia属和CandidatusKuenenia属,未检测到亚硝酸盐氧化细菌,且系统内氨氧化细菌的生物多样性明显高于厌氧氨氧化菌.此外,反应器中还存在其他微生物,如Shewanella、Pseudomonas、Ignatzschineria、Dechloromonas以及属于Clostridia、α-Proteobacteria、Bacillales的uncultured bacteium等.

关键词：基于亚硝化的全程自养脱氮 16SrDNA 聚合酶链式反应-变性梯度凝胶电泳微生物群落结构生物多样性

常温下CANON反应器中功能微生物的沿程分布

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哈尔滨工业大学学报 2012年第10期44卷 22-27页

作者：刘涛李冬曾辉平张杰哈尔滨工业大学城市水资源与水环境国家重点实验室哈尔滨150090 北京工业大学水质科学与水环境恢复工程北京市重点实验室北京100124

为研究常温环境中上向流曝气生物滤池型CANON反应器中功能微生物的沿程分布特点,采用扫描电镜对微生物形态进行观测,并基于amoA以及16S rDNA片段的多样性,采用聚合酶链式反应-变性梯度凝胶电泳分析技术(PCR-DGGE)对滤层不同高度的功能... 详细信息

为研究常温环境中上向流曝气生物滤池型CANON反应器中功能微生物的沿程分布特点,采用扫描电镜对微生物形态进行观测,并基于amoA以及16S rDNA片段的多样性,采用聚合酶链式反应-变性梯度凝胶电泳分析技术(PCR-DGGE)对滤层不同高度的功能微生物进行群落结构分析,通过分子克隆法进行种属鉴定及系统发育分析.结果表明:反应器内微生物形态多样,其中优势菌为0.2～1.0μm的球形及椭球形菌;滤层500 mm以下的氨氧化细菌种类和数量远远高于滤层上半部分,而厌氧氨氧化菌种类单一,其数量沿滤层自上而下有增强的趋势;反应器中检测到的氨氧化细菌为亚硝化球菌属(Nitrosococcus)和亚硝化单胞菌属(Nitrosomonas),而厌氧氨氧化菌与Candidatus Kuenenia stuttgariensis的相似度高达98%.基于功能微生物的种属特征及沿程分布特点,可以有针对性地改善功能分区,改变滤料材质,从而增强反应器的脱氮效果及抗冲击能力。

关键词： CANON反应器氨氧化细菌厌氧氨氧化菌系统发育群落分布扫描电镜

A2N2系统反硝化除磷性能的优化及稳定运行

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中国环境科学 2016年第11期36卷 3311-3320页

作者：王梅香赵伟华王淑莹黄宇潘聪彭永臻北京工业大学城镇污水深度处理与资源化利用技术国家工程实验室北京市水质科学与水环境恢复工程重点实验室北京市污水脱氮除磷处理与过程控制工程技术研究中心北京100124

利用按"厌氧/硝化/缺氧/硝化"方式运行的双污泥反硝化除磷系统(A_2N_2),以低C/N值实际生活污水为研究对象,重点研究A^2/O-SBR和N-SBR单元的运行条件优化过程中,各污染物去除的变化规律及系统的脱氮除磷性能.研究结果表明;完全反硝化除... 详细信息

利用按"厌氧/硝化/缺氧/硝化"方式运行的双污泥反硝化除磷系统(A_2N_2),以低C/N值实际生活污水为研究对象,重点研究A^2/O-SBR和N-SBR单元的运行条件优化过程中,各污染物去除的变化规律及系统的脱氮除磷性能.研究结果表明;完全反硝化除磷无好氧吸磷模式不利于反硝化聚磷菌(DPAOs)的生长繁殖,后曝气对保障A_2N_2系统高效稳定的脱氮除磷效果及长期稳定运行必不可少;A^2/O-SBR单元厌氧1.5h,基本完成了可生物降解COD的氧化;N-SBR单元硝化5h,实现了NH4+-N的完全硝化;在A2/O-SBR单元厌氧释磷1.5h,反硝化除磷2h,好氧吸磷0.5h,N-SBR单元一次硝化5h,二次硝化1h的条件下,系统平均出水COD、NH_4^+-N、TN和PO_4^(3-)-P浓度分别为46.2、0.82、13.63、0.3mg/L,满足了同步脱氮除磷的要求.

关键词： A2N2双污泥系统序批式间歇反应器(SBR) 低C/N值生活污水反硝化除磷性能优化及稳定运行