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2023年 第41卷 第9期
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2023,
41(9):
1-9. doi: 10.13205/j.hjgc.202309001
摘要:
考察了微生物以生物膜和顆粒污泥兩種聚集方式主導的短程反硝化耦合厭氧氨氧化(PD/A)系統啟動與長期運行性能、功能菌活性變化與種群結構差異。通過批次試驗研究了碳源類型和碳氮比(C/N)對不同聚集形態的PD/A污泥脫氮活性的影響。結果表明,PD/A生物膜與顆粒系統均實現了氨氮(NH4+-N)和硝態氮(NO3--N)的同步高效穩定去除,其總氮(TN)去除率分別為90.6%和96.2%。碳源類型對PD過程實現亞硝態氮(NO2--N)積累具有顯著影響。當C/N為5.0時,生物膜系統比NO3--N還原速率(μNO3)由大到小依次為乙酸鈉、葡萄糖、乙醇和甲醇;在C/N為3.0時,生物膜系統比NH4+-N降解速率(μNH4)由大到小依次為葡萄糖、乙醇、乙酸鈉和甲醇;在適宜C/N范圍內,厭氧氨氧化活性隨短程反硝化活性提升而提高;當乙酸鈉為碳源時,顆粒污泥系統表現出較高的短程反硝化活性;但改變碳源后,顆粒污泥系統反硝化活性低于生物膜系統。因此,針對不同聚集形態活性污泥系統,選擇適宜的碳源類型及C/N值對PD/A工藝穩定運行具有重要作用。
考察了微生物以生物膜和顆粒污泥兩種聚集方式主導的短程反硝化耦合厭氧氨氧化(PD/A)系統啟動與長期運行性能、功能菌活性變化與種群結構差異。通過批次試驗研究了碳源類型和碳氮比(C/N)對不同聚集形態的PD/A污泥脫氮活性的影響。結果表明,PD/A生物膜與顆粒系統均實現了氨氮(NH4+-N)和硝態氮(NO3--N)的同步高效穩定去除,其總氮(TN)去除率分別為90.6%和96.2%。碳源類型對PD過程實現亞硝態氮(NO2--N)積累具有顯著影響。當C/N為5.0時,生物膜系統比NO3--N還原速率(μNO3)由大到小依次為乙酸鈉、葡萄糖、乙醇和甲醇;在C/N為3.0時,生物膜系統比NH4+-N降解速率(μNH4)由大到小依次為葡萄糖、乙醇、乙酸鈉和甲醇;在適宜C/N范圍內,厭氧氨氧化活性隨短程反硝化活性提升而提高;當乙酸鈉為碳源時,顆粒污泥系統表現出較高的短程反硝化活性;但改變碳源后,顆粒污泥系統反硝化活性低于生物膜系統。因此,針對不同聚集形態活性污泥系統,選擇適宜的碳源類型及C/N值對PD/A工藝穩定運行具有重要作用。
2023,
41(9):
10-17. doi: 10.13205/j.hjgc.202309002
摘要:
重力驅動膜濾技術(GDM)因其運行成本低、出水水質高、通量穩定、無需反洗等優點,在水處理領域尤其是分散型飲用水的安全保障方面展現出顯著優勢。但GDM穩定通量略低、對部分污染物去除能力有限等缺點限制了其推廣應用?;谥亓︱寗幽V技術凈水效能優化提升的研究和應用需求,從GDM技術的穩定通量、污染物去除效能、膜污染控制及膜清洗等角度出發,綜述GDM效能調控策略的研究進展。討論了進水水質改善、生物濾餅層結構調控、操作參數優化、膜組件配置、膜材料改性及聯用技術在提高GDM凈水效能方面的作用,闡述了膜污染控制方法和膜清洗策略,并對圍繞GDM技術的科研和實踐方向進行展望,可為擴大GDM的使用范圍,加速推進GDM技術在水廠等實際工程中的實踐應用提供支撐。
重力驅動膜濾技術(GDM)因其運行成本低、出水水質高、通量穩定、無需反洗等優點,在水處理領域尤其是分散型飲用水的安全保障方面展現出顯著優勢。但GDM穩定通量略低、對部分污染物去除能力有限等缺點限制了其推廣應用?;谥亓︱寗幽V技術凈水效能優化提升的研究和應用需求,從GDM技術的穩定通量、污染物去除效能、膜污染控制及膜清洗等角度出發,綜述GDM效能調控策略的研究進展。討論了進水水質改善、生物濾餅層結構調控、操作參數優化、膜組件配置、膜材料改性及聯用技術在提高GDM凈水效能方面的作用,闡述了膜污染控制方法和膜清洗策略,并對圍繞GDM技術的科研和實踐方向進行展望,可為擴大GDM的使用范圍,加速推進GDM技術在水廠等實際工程中的實踐應用提供支撐。
2023,
41(9):
18-28. doi: 10.13205/j.hjgc.202309003
摘要:
隨著水生態環境污染問題的加重和人們對飲用水安全的日益重視,亟需研發更高效、低碳、能夠適用于復雜污染水體的水處理工藝。作為一種綠色多功能的水處理藥劑,高鐵酸鹽在飲用水處理中具有廣闊的應用前景。主要綜述了近年來高鐵酸鹽Fe (Ⅵ)在飲用水處理領域的研究進展,重點介紹了Fe (Ⅵ)的氧化特性和反應機制,以及Fe (Ⅵ)還原生成的鐵(氫)氧化物顆粒的吸附特性,闡述了強化Fe (Ⅵ)氧化和吸附效能的調控策略,綜合討論了Fe (Ⅵ)在氧化去除有機污染物、控制消毒副產物生成、去除水中重金屬離子、強化混凝和緩解膜污染等方面的處理效果和作用機制,并對Fe (Ⅵ)在飲用水處理中的應用前景和發展趨勢進行了展望。
隨著水生態環境污染問題的加重和人們對飲用水安全的日益重視,亟需研發更高效、低碳、能夠適用于復雜污染水體的水處理工藝。作為一種綠色多功能的水處理藥劑,高鐵酸鹽在飲用水處理中具有廣闊的應用前景。主要綜述了近年來高鐵酸鹽Fe (Ⅵ)在飲用水處理領域的研究進展,重點介紹了Fe (Ⅵ)的氧化特性和反應機制,以及Fe (Ⅵ)還原生成的鐵(氫)氧化物顆粒的吸附特性,闡述了強化Fe (Ⅵ)氧化和吸附效能的調控策略,綜合討論了Fe (Ⅵ)在氧化去除有機污染物、控制消毒副產物生成、去除水中重金屬離子、強化混凝和緩解膜污染等方面的處理效果和作用機制,并對Fe (Ⅵ)在飲用水處理中的應用前景和發展趨勢進行了展望。
2023,
41(9):
29-35. doi: 10.13205/j.hjgc.202309004
摘要:
重金屬在生產和消費過程中進入環境,形成了復雜、動態、長鏈條的遷移體系,嚴重威脅著生態平衡和人體健康。以單一介質和因子為對象的傳統防治理論體系,已難以滿足當前重金屬污染防治需求。因此,同步考慮多環境介質、多污染因子,建立系統性的重金屬污染防治理論,成為發展新一代污染防治技術的核心?;谖覈斍爸亟饘傥廴咎攸c和污染防治理論與技術現狀,圍繞全生命周期理念,提出構建重金屬污染物"溯源-辨析-轉化-回歸"的全鏈條防治理論體系的思考。首先概括了目前重金屬污染防治理論與技術面臨的局限,進而點明了重金屬污染防治技術創新所面臨的五大挑戰,最后圍繞全生命周期理念的核心環節,探討了應對上述挑戰的可行途徑,并對未來的發展方向作出展望??傮w上,隨著相關理論和方法的不斷研究,關鍵技術的不斷突破,重金屬污染全生命周期防治模型與理論方法的構建將為我國重金屬污染環境質量改善與管理技術創新提供重大理論支撐。
重金屬在生產和消費過程中進入環境,形成了復雜、動態、長鏈條的遷移體系,嚴重威脅著生態平衡和人體健康。以單一介質和因子為對象的傳統防治理論體系,已難以滿足當前重金屬污染防治需求。因此,同步考慮多環境介質、多污染因子,建立系統性的重金屬污染防治理論,成為發展新一代污染防治技術的核心?;谖覈斍爸亟饘傥廴咎攸c和污染防治理論與技術現狀,圍繞全生命周期理念,提出構建重金屬污染物"溯源-辨析-轉化-回歸"的全鏈條防治理論體系的思考。首先概括了目前重金屬污染防治理論與技術面臨的局限,進而點明了重金屬污染防治技術創新所面臨的五大挑戰,最后圍繞全生命周期理念的核心環節,探討了應對上述挑戰的可行途徑,并對未來的發展方向作出展望??傮w上,隨著相關理論和方法的不斷研究,關鍵技術的不斷突破,重金屬污染全生命周期防治模型與理論方法的構建將為我國重金屬污染環境質量改善與管理技術創新提供重大理論支撐。
2023,
41(9):
36-45. doi: 10.13205/j.hjgc.202309005
摘要:
城鄉河湖水系在防洪排澇、水量保障、水質改善、景觀文化等方面發揮著巨大的功能和價值。在高強度人類活動和氣候變化影響下,河湖水系受到了多重脅迫,嚴重影響了河湖生態功能的正常發揮。為了復蘇河湖生態,國內外開展了大量的河湖水系連通工程實踐。盡管城鄉河湖水系連通工程取得了系列成就,但其直接或間接帶來的滯后性的生態環境負面影響也相繼顯現,在部分區域加劇了原有的生態環境問題。因此,以城鄉河湖水系演變與驅動為切入點,重點關注城鄉河湖水系連通工程對水量、水質、水熱、水鹽、水生態等帶來的正負生態環境效應,并提出了未來的主要研究趨勢。研究可為未來城鄉河湖水系連通工程減緩或消除負效應、強化正效應提供科學基礎。
城鄉河湖水系在防洪排澇、水量保障、水質改善、景觀文化等方面發揮著巨大的功能和價值。在高強度人類活動和氣候變化影響下,河湖水系受到了多重脅迫,嚴重影響了河湖生態功能的正常發揮。為了復蘇河湖生態,國內外開展了大量的河湖水系連通工程實踐。盡管城鄉河湖水系連通工程取得了系列成就,但其直接或間接帶來的滯后性的生態環境負面影響也相繼顯現,在部分區域加劇了原有的生態環境問題。因此,以城鄉河湖水系演變與驅動為切入點,重點關注城鄉河湖水系連通工程對水量、水質、水熱、水鹽、水生態等帶來的正負生態環境效應,并提出了未來的主要研究趨勢。研究可為未來城鄉河湖水系連通工程減緩或消除負效應、強化正效應提供科學基礎。
2023,
41(9):
46-53. doi: 10.13205/j.hjgc.202309006
摘要:
在數字和數據經濟時代,智慧水務成為行業共同關注的發展方向。結合行業調研和實際案例,闡述了智慧水務的發展現狀,深入分析了智慧水務發展的內部和外部驅動力、科研水平和數字化產品,尤其是人工智能、數字孿生和智能硬件產品等方面取得的重要進展。最后,總結和提煉了該領域發展的問題和挑戰,并展望了智慧水務的未來發展趨勢。
在數字和數據經濟時代,智慧水務成為行業共同關注的發展方向。結合行業調研和實際案例,闡述了智慧水務的發展現狀,深入分析了智慧水務發展的內部和外部驅動力、科研水平和數字化產品,尤其是人工智能、數字孿生和智能硬件產品等方面取得的重要進展。最后,總結和提煉了該領域發展的問題和挑戰,并展望了智慧水務的未來發展趨勢。
2023,
41(9):
54-60. doi: 10.13205/j.hjgc.202309007
摘要:
當前我國揮發性有機物(volatile organic compounds,VOCs)的源頭替代和過程控制還有待推進,故仍需發揮好末端治理的保障作用。通過調研和現場監測,獲取我國VOCs治理技術應用現狀,開展技術評估和未來展望。結果表明:各行業企業VOCs治理技術仍以活性炭吸附、光催化/光氧化及其組合技術為主,共約占86.38%,不同行業VOCs治理技術的具體應用情況有所差異;燃燒及其組合技術的平均實測去除效率最高,分別為81.74%和89.81%,其他非燃燒技術的平均實測去除效率均在80%以下,特別是企業較普遍使用的活性炭吸附、光催化/光氧化及其組合技術實測去除效率的平均值和中位數均低于50%,遠不能達到國家標準要求;實際應用中,VOCs治理技術選擇不合適、工藝設計不合理、預處理不重視、運行不規范等問題較為突出;未來VOCs治理技術仍需不斷優化升級、更新迭代以滿足減污降碳協同增效等更高的要求。
當前我國揮發性有機物(volatile organic compounds,VOCs)的源頭替代和過程控制還有待推進,故仍需發揮好末端治理的保障作用。通過調研和現場監測,獲取我國VOCs治理技術應用現狀,開展技術評估和未來展望。結果表明:各行業企業VOCs治理技術仍以活性炭吸附、光催化/光氧化及其組合技術為主,共約占86.38%,不同行業VOCs治理技術的具體應用情況有所差異;燃燒及其組合技術的平均實測去除效率最高,分別為81.74%和89.81%,其他非燃燒技術的平均實測去除效率均在80%以下,特別是企業較普遍使用的活性炭吸附、光催化/光氧化及其組合技術實測去除效率的平均值和中位數均低于50%,遠不能達到國家標準要求;實際應用中,VOCs治理技術選擇不合適、工藝設計不合理、預處理不重視、運行不規范等問題較為突出;未來VOCs治理技術仍需不斷優化升級、更新迭代以滿足減污降碳協同增效等更高的要求。
2023,
41(9):
61-71. doi: 10.13205/j.hjgc.202309008
摘要:
在某電廠建設了一套萬噸級有機胺法碳捕集裝置,采用新型復合胺吸收劑;設計工況下,煙氣流量5877 Nm3/h,吸收劑循環流量37500 kg/h,捕集效率可達97%以上,CO2產量≥1.39 t/h,再生能耗較傳統MEA (單乙醇胺)降低約23%左右。依據工程設計參數建立了碳捕集系統模型,所建立的模型結果關鍵參數與工程實測值相對誤差不超過3%;在原模型基礎上,設計了含有富液分流、級間冷卻和MVR閃蒸節能工藝的碳捕集系統,考察了富液分流率、級間冷卻率和閃蒸真空度等關鍵工藝參數對碳捕集系統能耗和效益的影響。結果表明:MVR技術可降低15.45%的捕集能耗,節能效果最佳,富液分流和級間冷卻節能效果在2%~4.5%。在得到各節能技術最優操作參數后,進一步考察了不同組合節能工藝的節能效果,發現級間冷卻+MVR閃蒸技術節能效果最好,富液分流+MVR閃蒸技術居中,級間冷卻+富液分流節能效果最小。研究結果可為燃煤電廠煙氣碳捕集項目的工藝系統設計、節能降耗及運行提供一定參考。
在某電廠建設了一套萬噸級有機胺法碳捕集裝置,采用新型復合胺吸收劑;設計工況下,煙氣流量5877 Nm3/h,吸收劑循環流量37500 kg/h,捕集效率可達97%以上,CO2產量≥1.39 t/h,再生能耗較傳統MEA (單乙醇胺)降低約23%左右。依據工程設計參數建立了碳捕集系統模型,所建立的模型結果關鍵參數與工程實測值相對誤差不超過3%;在原模型基礎上,設計了含有富液分流、級間冷卻和MVR閃蒸節能工藝的碳捕集系統,考察了富液分流率、級間冷卻率和閃蒸真空度等關鍵工藝參數對碳捕集系統能耗和效益的影響。結果表明:MVR技術可降低15.45%的捕集能耗,節能效果最佳,富液分流和級間冷卻節能效果在2%~4.5%。在得到各節能技術最優操作參數后,進一步考察了不同組合節能工藝的節能效果,發現級間冷卻+MVR閃蒸技術節能效果最好,富液分流+MVR閃蒸技術居中,級間冷卻+富液分流節能效果最小。研究結果可為燃煤電廠煙氣碳捕集項目的工藝系統設計、節能降耗及運行提供一定參考。
2023,
41(9):
72-79. doi: 10.13205/j.hjgc.202309009
摘要:
選取無錫市某污水處理廠(設計規模15萬m3/d)進行污泥致密系統處理技術(SDST)工藝優化,在外回流工藝段增設污泥致密模塊以實現污泥沉降性能的有效提高。該廠采用倒置AAO工藝(缺氧/厭氧/好氧),一期和二期工程分別作為實驗組和對照組,設計規模分別為4萬,11萬m3/d。致密模塊以半覆蓋式處理(最大處理量為原設計剩余污泥量的50%),成功運行90 d,一期工程TN去除能力顯著提升,出水濃度下降14.7%,由6.32 mg/L下降至5.39 mg/L。啟動階段(1~36 d),一期好氧池污泥沉降速度提升至1.92 m/h,穩定提升階段(42~90 d),其沉降速度和SVI30分別為(3.62±0.52) m/h和(49.3±5.5) mL/g,而二期分別為(1.93±0.35) m/h和(59.3±5.5) mL/g。污泥致密模塊具有穩定的污泥致密作用,致密污泥MLSS為(19.3±2.75) g/L,SVI30僅為(36.7±9.0) mL/g。通過鏡檢成功觀察到致密污泥中含有大量的小型顆粒狀絮體,但顆?;潭扔邢?。研究發現,活性污泥中大量的纖維狀和惰性無機物質是影響致密模塊穩定運行的重要因素,通過增設螺旋式格柵可以保障致密模塊的穩定運行,而無機物質中的砂、鐵鹽和鋁鹽等對系統的影響仍需進一步探討。此外,耦合除砂措施并采用全覆蓋式處理以優化改造致密模塊是進一步提高致密污泥顆?;潭鹊年P鍵。該工程案例系SDST在國內倒置AAO連續流污水處理廠的首次成功應用,將為國內存量污水處理廠的升級改造提供重要思路。
選取無錫市某污水處理廠(設計規模15萬m3/d)進行污泥致密系統處理技術(SDST)工藝優化,在外回流工藝段增設污泥致密模塊以實現污泥沉降性能的有效提高。該廠采用倒置AAO工藝(缺氧/厭氧/好氧),一期和二期工程分別作為實驗組和對照組,設計規模分別為4萬,11萬m3/d。致密模塊以半覆蓋式處理(最大處理量為原設計剩余污泥量的50%),成功運行90 d,一期工程TN去除能力顯著提升,出水濃度下降14.7%,由6.32 mg/L下降至5.39 mg/L。啟動階段(1~36 d),一期好氧池污泥沉降速度提升至1.92 m/h,穩定提升階段(42~90 d),其沉降速度和SVI30分別為(3.62±0.52) m/h和(49.3±5.5) mL/g,而二期分別為(1.93±0.35) m/h和(59.3±5.5) mL/g。污泥致密模塊具有穩定的污泥致密作用,致密污泥MLSS為(19.3±2.75) g/L,SVI30僅為(36.7±9.0) mL/g。通過鏡檢成功觀察到致密污泥中含有大量的小型顆粒狀絮體,但顆?;潭扔邢?。研究發現,活性污泥中大量的纖維狀和惰性無機物質是影響致密模塊穩定運行的重要因素,通過增設螺旋式格柵可以保障致密模塊的穩定運行,而無機物質中的砂、鐵鹽和鋁鹽等對系統的影響仍需進一步探討。此外,耦合除砂措施并采用全覆蓋式處理以優化改造致密模塊是進一步提高致密污泥顆?;潭鹊年P鍵。該工程案例系SDST在國內倒置AAO連續流污水處理廠的首次成功應用,將為國內存量污水處理廠的升級改造提供重要思路。
2023,
41(9):
80-88. doi: 10.13205/j.hjgc.202309010
摘要:
活性污泥堿式熱水解并經分離萃取獲得的微生營養激勵素,富含促進植物生長的含氮養分和激勵素物質,在污泥資源化利用和農業可持續發展領域日益受到關注。重點解析微生營養激勵素的基本養分特征、激勵素成分特征和污染物含量特征,并分析其土地應用潛力。微生營養激勵素含有豐富的促進植物生長的氮磷鉀、有機碳和礦物等營養元素,以N和Ca元素為主。同時,微生營養激勵素也含有激勵素成分,如腐植酸、富里酸、色氨酸類物質、植物激素類物質(吲哚-3-乙酸)和化感物質(吲哚類衍生物),共計9445種有機分子被檢出。微生營養激勵素相比于污泥,重金屬含量降低了47.39%~100%,且多環芳烴和抗生素的生態風險遠遠低于污泥。對其作物效應進行總結發現,微生營養激勵素可以促進小白菜產量、減少小白菜中重金屬的累積,可通過部分替代化肥降低施肥成本。通過解析微生營養激勵素中養分和激勵素成分的雙重屬性,提出微生營養激勵素在提升小白菜光合作用、抗氧化性、營養品質和減少小白菜重金屬累積方面具有良好的應用潛力。
活性污泥堿式熱水解并經分離萃取獲得的微生營養激勵素,富含促進植物生長的含氮養分和激勵素物質,在污泥資源化利用和農業可持續發展領域日益受到關注。重點解析微生營養激勵素的基本養分特征、激勵素成分特征和污染物含量特征,并分析其土地應用潛力。微生營養激勵素含有豐富的促進植物生長的氮磷鉀、有機碳和礦物等營養元素,以N和Ca元素為主。同時,微生營養激勵素也含有激勵素成分,如腐植酸、富里酸、色氨酸類物質、植物激素類物質(吲哚-3-乙酸)和化感物質(吲哚類衍生物),共計9445種有機分子被檢出。微生營養激勵素相比于污泥,重金屬含量降低了47.39%~100%,且多環芳烴和抗生素的生態風險遠遠低于污泥。對其作物效應進行總結發現,微生營養激勵素可以促進小白菜產量、減少小白菜中重金屬的累積,可通過部分替代化肥降低施肥成本。通過解析微生營養激勵素中養分和激勵素成分的雙重屬性,提出微生營養激勵素在提升小白菜光合作用、抗氧化性、營養品質和減少小白菜重金屬累積方面具有良好的應用潛力。
2023,
41(9):
89-95. doi: 10.13205/j.hjgc.202309011
摘要:
磺胺二甲基嘧啶(SMT)是一種抗菌效果較好的抗生素,被廣泛用于人體和牲畜的疾病治療中,在世界范圍內已具有較大規模的應用。但由于其在動物體內不能被完全吸收,因此會隨著糞便排出,污染自然界水體。以天然電氣石作為催化劑構建了電Fenton反應體系,其過氧化氫(H2O2)由陰極原位生成。探究了不同pH、SMT初始濃度、溫度、電流密度、電氣石投加量對SMT降解的影響。
磺胺二甲基嘧啶(SMT)是一種抗菌效果較好的抗生素,被廣泛用于人體和牲畜的疾病治療中,在世界范圍內已具有較大規模的應用。但由于其在動物體內不能被完全吸收,因此會隨著糞便排出,污染自然界水體。以天然電氣石作為催化劑構建了電Fenton反應體系,其過氧化氫(H2O2)由陰極原位生成。探究了不同pH、SMT初始濃度、溫度、電流密度、電氣石投加量對SMT降解的影響。
2023,
41(9):
96-106. doi: 10.13205/j.hjgc.202309012
摘要:
好氧顆粒污泥(AGS)技術是當前具有良好發展潛力的廢水生物處理強化技術之一。然而,AGS的快速培養及其在連續工藝中的長期運行穩定性仍是該技術應用所面臨的主要挑戰。通過文獻分析,從物理、化學和微生物等方面分析了AGS失穩的主要原因和潛在機理,論述了顆粒污泥穩定性的主要增強策略,即選擇性污泥排放、優化顆粒粒徑、強化EPS分泌、控制菌群生長速率、抑制絲狀菌的過度增殖、外源強化以及外加信號分子。鑒于AGS失穩機理的復雜性和單一改善策略的局限性,AGS結構的長期穩定維持需要采用多種策略進行綜合管理,且未來對于AGS適居帶(goldilocks zone)的研究應更加注重從物理、化學和微生物學等角度進行系統考慮。
好氧顆粒污泥(AGS)技術是當前具有良好發展潛力的廢水生物處理強化技術之一。然而,AGS的快速培養及其在連續工藝中的長期運行穩定性仍是該技術應用所面臨的主要挑戰。通過文獻分析,從物理、化學和微生物等方面分析了AGS失穩的主要原因和潛在機理,論述了顆粒污泥穩定性的主要增強策略,即選擇性污泥排放、優化顆粒粒徑、強化EPS分泌、控制菌群生長速率、抑制絲狀菌的過度增殖、外源強化以及外加信號分子。鑒于AGS失穩機理的復雜性和單一改善策略的局限性,AGS結構的長期穩定維持需要采用多種策略進行綜合管理,且未來對于AGS適居帶(goldilocks zone)的研究應更加注重從物理、化學和微生物學等角度進行系統考慮。
2023,
41(9):
107-113. doi: 10.13205/j.hjgc.202309013
摘要:
人工濕地污水深度凈化是污水再生的重要途徑,對于緩解我國水資源短缺問題具有重要意義,符合減污降碳的雙重需求。但人工濕地在實際工程運行中存在碳氧調控失衡導致的污染物去除和資源化水平低等瓶頸問題。微藻具有光合釋氧、碳固定、污染物高效資源轉化等優勢,其與人工濕地具有高度互補性。詳細分析了微藻與人工濕地不同耦合模式在碳氧調控機制、污染物去除與資源轉化等方面的性能,解析了耦合系統的碳、氮、磷物質流,明確了人工濕地缺氧區適量補充微藻生物質的優化路徑,從系統運行機制與效能等方面對該領域未來研究提出了展望。
人工濕地污水深度凈化是污水再生的重要途徑,對于緩解我國水資源短缺問題具有重要意義,符合減污降碳的雙重需求。但人工濕地在實際工程運行中存在碳氧調控失衡導致的污染物去除和資源化水平低等瓶頸問題。微藻具有光合釋氧、碳固定、污染物高效資源轉化等優勢,其與人工濕地具有高度互補性。詳細分析了微藻與人工濕地不同耦合模式在碳氧調控機制、污染物去除與資源轉化等方面的性能,解析了耦合系統的碳、氮、磷物質流,明確了人工濕地缺氧區適量補充微藻生物質的優化路徑,從系統運行機制與效能等方面對該領域未來研究提出了展望。
2023,
41(9):
114-123. doi: 10.13205/j.hjgc.202309014
摘要:
抗生素耐藥性的傳播已成為全球性的公共健康問題,飲用水作為抗生素抗性基因(antibiotics resistance genes,ARGs)向人體遷移傳播的重要途徑,其攜帶的抗性基因及潛在暴露風險引起了廣泛關注?;谝寻l表的飲用水ARGs相關研究,分析了全球范圍飲用水中ARGs的分布及其影響因素,探究了適用于表征飲用水中ARGs人群暴露劑量及暴露風險的評估方法,并探討了當前常規飲用水處理技術在控制ARGs方面的作用及局限性。未來的研究可從傳播性、人類致病性等多維度對飲用水抗生素耐藥風險進行系統性評估,針對ARGs去除需開發新型水處理技術對其進行強化處理。
抗生素耐藥性的傳播已成為全球性的公共健康問題,飲用水作為抗生素抗性基因(antibiotics resistance genes,ARGs)向人體遷移傳播的重要途徑,其攜帶的抗性基因及潛在暴露風險引起了廣泛關注?;谝寻l表的飲用水ARGs相關研究,分析了全球范圍飲用水中ARGs的分布及其影響因素,探究了適用于表征飲用水中ARGs人群暴露劑量及暴露風險的評估方法,并探討了當前常規飲用水處理技術在控制ARGs方面的作用及局限性。未來的研究可從傳播性、人類致病性等多維度對飲用水抗生素耐藥風險進行系統性評估,針對ARGs去除需開發新型水處理技術對其進行強化處理。
2023,
41(9):
124-132. doi: 10.13205/j.hjgc.202309015
摘要:
生物降解塑料因其環境友好性引起了廣泛關注,但其處置過程中的碳排放情況尚不明晰。隨著處置技術的不斷研發與應用,不同處置技術的碳排放差異值得探究?;谂欧乓蜃臃ê唾|量平衡法,從運行能耗間接碳排放、塑料分解直接碳排放和資源回收碳補償3方面,對6種主要處置技術進行了對比分析。結果表明:處置1 t廢棄生物降解塑料,凈碳排放量順序為填埋處置>焚燒處置>化學回收>工業堆肥>厭氧發酵>機械回收。機械回收和厭氧發酵因可實現塑料產品和沼氣的資源回收,凈碳排放分別為-842.33,-341.55 kg CO2eq,展現出較好的碳減排潛力。其中,機械回收的間接碳排放、直接碳排放和碳補償分別是其他處置技術的0.62~22.96,0.13~0.52,0.93~1.58倍;厭氧發酵相應分別為0.09~2.11,0.26~1.93,0.59~0.85倍。這表明機械回收相比于厭氧發酵,產生了更多的能源消耗和更高的碳補償效果,但機械回收仍存在廢棄物分揀困難、回收效率低、回收產品性能差等難題;從降碳潛力出發,厭氧發酵更具發展前景。此外,降低運行能耗、助力資源回收、充分發揮碳補償潛力是實現廢棄生物降解塑料處置階段碳減排的主要措施。從助力"雙碳"角度,該成果可為廢棄生物降解塑料處置技術的選擇提供參考。
生物降解塑料因其環境友好性引起了廣泛關注,但其處置過程中的碳排放情況尚不明晰。隨著處置技術的不斷研發與應用,不同處置技術的碳排放差異值得探究?;谂欧乓蜃臃ê唾|量平衡法,從運行能耗間接碳排放、塑料分解直接碳排放和資源回收碳補償3方面,對6種主要處置技術進行了對比分析。結果表明:處置1 t廢棄生物降解塑料,凈碳排放量順序為填埋處置>焚燒處置>化學回收>工業堆肥>厭氧發酵>機械回收。機械回收和厭氧發酵因可實現塑料產品和沼氣的資源回收,凈碳排放分別為-842.33,-341.55 kg CO2eq,展現出較好的碳減排潛力。其中,機械回收的間接碳排放、直接碳排放和碳補償分別是其他處置技術的0.62~22.96,0.13~0.52,0.93~1.58倍;厭氧發酵相應分別為0.09~2.11,0.26~1.93,0.59~0.85倍。這表明機械回收相比于厭氧發酵,產生了更多的能源消耗和更高的碳補償效果,但機械回收仍存在廢棄物分揀困難、回收效率低、回收產品性能差等難題;從降碳潛力出發,厭氧發酵更具發展前景。此外,降低運行能耗、助力資源回收、充分發揮碳補償潛力是實現廢棄生物降解塑料處置階段碳減排的主要措施。從助力"雙碳"角度,該成果可為廢棄生物降解塑料處置技術的選擇提供參考。
2023,
41(9):
133-139. doi: 10.13205/j.hjgc.202309016
摘要:
老生活垃圾填埋場好氧修復技術因其對甲烷氣體的削減,已逐漸在我國得到廣泛應用,有望成為"雙碳"目標背景下我國填埋場修復的重要技術手段。目前國內外常用的填埋場碳排放核算模型難以表征填埋場好氧修復過程的碳減排。以天津華明簡易填埋場好氧修復項目作為研究對象,分析了其自2019年5月開始好氧修復工作300 d內的堆體工程力學特性、垃圾降解生化特性以及垃圾滲瀝液生化特性等特征指標,得出2個特征指標主成分,并利用主成分建立堆體甲烷濃度回歸模型。該模型可以分析和預測填埋場好氧修復過程中堆體內部甲烷氣體濃度遞減規律,進而可計算填埋場好氧修復相較于傳統厭氧封場的甲烷削減量,為填埋場好氧修復碳減排核算提供理論依據,也可成為填埋場堆體穩定化狀態的特征值甲烷濃度的判定參考。
老生活垃圾填埋場好氧修復技術因其對甲烷氣體的削減,已逐漸在我國得到廣泛應用,有望成為"雙碳"目標背景下我國填埋場修復的重要技術手段。目前國內外常用的填埋場碳排放核算模型難以表征填埋場好氧修復過程的碳減排。以天津華明簡易填埋場好氧修復項目作為研究對象,分析了其自2019年5月開始好氧修復工作300 d內的堆體工程力學特性、垃圾降解生化特性以及垃圾滲瀝液生化特性等特征指標,得出2個特征指標主成分,并利用主成分建立堆體甲烷濃度回歸模型。該模型可以分析和預測填埋場好氧修復過程中堆體內部甲烷氣體濃度遞減規律,進而可計算填埋場好氧修復相較于傳統厭氧封場的甲烷削減量,為填埋場好氧修復碳減排核算提供理論依據,也可成為填埋場堆體穩定化狀態的特征值甲烷濃度的判定參考。
2023,
41(9):
140-145. doi: 10.13205/j.hjgc.202309017
摘要:
基于專利分析法,對天津市2018—2022年在環境監測領域申請的專利進行梳理,重點分析了天津市環境監測技術的發展現狀、存在的問題,并提出了進一步促進天津市環境監測產業創新的合理化建議。分析結果表明,過去5年,天津市環境監測技術取得了長足的發展。專利申請的熱點區域集中分布在濱海新區、南開區。專利申請人中企業占比70.23%,初步形成了以企業為技術創新主體的局面。但專利數量前10的申請人中,以天津大學為代表的高校、科研機構占60%。占比最高的小類為借助測定材料的化學或物理性質來測試或分析材料(G大類中G01N),監測技術主要集中于設備的改進、采樣。過去5年中,天津市專利數量趨于穩定,技術創新的活力有所下降。建議天津市在環境監測產業方面加大支持力度,通過規劃牽引有序引導技術攻關和布局,加大環境科技創新成果轉化支持力度,培育龍頭企業,發展成區域特色環境監測產業。
基于專利分析法,對天津市2018—2022年在環境監測領域申請的專利進行梳理,重點分析了天津市環境監測技術的發展現狀、存在的問題,并提出了進一步促進天津市環境監測產業創新的合理化建議。分析結果表明,過去5年,天津市環境監測技術取得了長足的發展。專利申請的熱點區域集中分布在濱海新區、南開區。專利申請人中企業占比70.23%,初步形成了以企業為技術創新主體的局面。但專利數量前10的申請人中,以天津大學為代表的高校、科研機構占60%。占比最高的小類為借助測定材料的化學或物理性質來測試或分析材料(G大類中G01N),監測技術主要集中于設備的改進、采樣。過去5年中,天津市專利數量趨于穩定,技術創新的活力有所下降。建議天津市在環境監測產業方面加大支持力度,通過規劃牽引有序引導技術攻關和布局,加大環境科技創新成果轉化支持力度,培育龍頭企業,發展成區域特色環境監測產業。
2023,
41(9):
146-155. doi: 10.13205/j.hjgc.202309018
摘要:
有機固體廢棄物的資源化對實現節能減排、促進可持續發展具有重要作用。厭氧消化可將有機固廢通過生物代謝作用轉化為清潔燃料甲烷以實現能源回收。然而,受限于較復雜的反應過程和有毒有害中間產物的影響,當前厭氧消化技術產甲烷效能較低,一定程度上限制了其在實際生產過程中的應用。碳基導電材料(CCMs)被證實可以提升厭氧消化的產甲烷效率,但不同CCMs對有機固廢厭氧消化產甲烷的作用機制仍不明晰。因此,基于以往研究報導,系統地分析了CCMs對有機固廢厭氧消化產甲烷效能的影響,從酶活性和微生物群落角度討論了CCMs提升產甲烷效能的微生物學作用機理,進一步解析了CCMs強化直接種間電子傳遞的作用機制,并從能源與經濟角度對CCMs強化有機固廢厭氧消化產甲烷技術進行了展望,以期為CCMs在厭氧消化實際工程中的應用提供理論依據和技術支撐。
有機固體廢棄物的資源化對實現節能減排、促進可持續發展具有重要作用。厭氧消化可將有機固廢通過生物代謝作用轉化為清潔燃料甲烷以實現能源回收。然而,受限于較復雜的反應過程和有毒有害中間產物的影響,當前厭氧消化技術產甲烷效能較低,一定程度上限制了其在實際生產過程中的應用。碳基導電材料(CCMs)被證實可以提升厭氧消化的產甲烷效率,但不同CCMs對有機固廢厭氧消化產甲烷的作用機制仍不明晰。因此,基于以往研究報導,系統地分析了CCMs對有機固廢厭氧消化產甲烷效能的影響,從酶活性和微生物群落角度討論了CCMs提升產甲烷效能的微生物學作用機理,進一步解析了CCMs強化直接種間電子傳遞的作用機制,并從能源與經濟角度對CCMs強化有機固廢厭氧消化產甲烷技術進行了展望,以期為CCMs在厭氧消化實際工程中的應用提供理論依據和技術支撐。
2023,
41(9):
156-165. doi: 10.13205/j.hjgc.202309019
摘要:
厭氧消化作為有機廢物無害化處理與能源物質回收的一種有效手段,在實際工程中得以廣泛應用。然而厭氧消化過程中產生的高濃度氨氮嚴重抑制了底物降解和沼氣生產,被認為是導致系統性能下降甚至反應體系崩潰的重要因素。厭氧消化的本質是水解酸化菌、產氫產乙酸菌和產甲烷菌等多種微生物利用有機物生產甲烷的過程,故從微生物的角度解析氨抑制機制有助于從源頭查明失穩原因,但少有文獻對厭氧消化氨抑制的生物學機理進行系統闡述?;诖?,首先歸納總結了氨脅迫下微生物菌群結構重塑特征,再著重闡述了高氨氮對細胞關鍵表型的影響,最后分別探討了氨抑制下酶和脂質的演變規律,以拓展對厭氧消化氨抑制行為的理解,并提出了氨脅迫下微生物間相互作用和基于氨抑制機理的解抑方法等面向未來的研究方向。
厭氧消化作為有機廢物無害化處理與能源物質回收的一種有效手段,在實際工程中得以廣泛應用。然而厭氧消化過程中產生的高濃度氨氮嚴重抑制了底物降解和沼氣生產,被認為是導致系統性能下降甚至反應體系崩潰的重要因素。厭氧消化的本質是水解酸化菌、產氫產乙酸菌和產甲烷菌等多種微生物利用有機物生產甲烷的過程,故從微生物的角度解析氨抑制機制有助于從源頭查明失穩原因,但少有文獻對厭氧消化氨抑制的生物學機理進行系統闡述?;诖?,首先歸納總結了氨脅迫下微生物菌群結構重塑特征,再著重闡述了高氨氮對細胞關鍵表型的影響,最后分別探討了氨抑制下酶和脂質的演變規律,以拓展對厭氧消化氨抑制行為的理解,并提出了氨脅迫下微生物間相互作用和基于氨抑制機理的解抑方法等面向未來的研究方向。
2023,
41(9):
166-173. doi: 10.13205/j.hjgc.202309020
摘要:
針對污泥沼渣中有機質難以回收利用的問題,利用熱堿法破解污泥沼渣,探究了不同條件對沼渣破解率和有機物溶出率的影響,確定了熱堿法處理污泥沼渣的最佳條件為:pH=13、T=80℃、t=8 h。此條件下,污泥沼渣的破解率為40.9%,COD、蛋白質、多糖的溶出率分別為722.2,79.7,73.7 mg/g VSS。利用熱堿處理后的污泥沼渣破解液進行厭氧發酵產甲烷,比較了不同初始pH值對厭氧發酵的影響,發現初始pH值的改變對有機物降解率的影響較小,但初始pH值的增加會提高發酵過程中CH4的產率,降低CO2的產率,提高產氣中CH4含量。因此確定初始pH值=13時污泥沼渣破解液產甲烷效果最好,此時COD去除率為61.1%,CH4產率達到65.0 mL/g VSS,產氣中CH4含量能夠達到81.0%。該研究證明熱堿處理可提高污泥沼渣的可生化性,具有應用于厭氧發酵產甲烷的潛力。
針對污泥沼渣中有機質難以回收利用的問題,利用熱堿法破解污泥沼渣,探究了不同條件對沼渣破解率和有機物溶出率的影響,確定了熱堿法處理污泥沼渣的最佳條件為:pH=13、T=80℃、t=8 h。此條件下,污泥沼渣的破解率為40.9%,COD、蛋白質、多糖的溶出率分別為722.2,79.7,73.7 mg/g VSS。利用熱堿處理后的污泥沼渣破解液進行厭氧發酵產甲烷,比較了不同初始pH值對厭氧發酵的影響,發現初始pH值的改變對有機物降解率的影響較小,但初始pH值的增加會提高發酵過程中CH4的產率,降低CO2的產率,提高產氣中CH4含量。因此確定初始pH值=13時污泥沼渣破解液產甲烷效果最好,此時COD去除率為61.1%,CH4產率達到65.0 mL/g VSS,產氣中CH4含量能夠達到81.0%。該研究證明熱堿處理可提高污泥沼渣的可生化性,具有應用于厭氧發酵產甲烷的潛力。
2023,
41(9):
174-180. doi: 10.13205/j.hjgc.202309021
摘要:
城鎮污水處理廠是潛在的資源、能源、水工廠,如何最大程度地全面實現資源能源回收、水循環利用和環境友好,已經成為城鎮污水處理的主導發展方向。為提高我國城鎮污水資源化能源利用的技術水平,系統推進城鎮污水資源化能源化利用工作,中國城鎮供水排水協會組織編制并于2023年7月發布了T/CUWA 70052—2023《城鎮污水資源與能源回收利用技術規程》。該規程首次提出了我國城鎮污水資源能源回收的技術路線、工藝參數和運行管理要點,可為處理技術或工藝選擇、工程設計、運行優化等提供指導。該規程的實施,對于城鎮污水處理系統轉變為資源、能源與水工廠,促進我國城鎮污水處理的綠色低碳高質量發展具有積極意義。
城鎮污水處理廠是潛在的資源、能源、水工廠,如何最大程度地全面實現資源能源回收、水循環利用和環境友好,已經成為城鎮污水處理的主導發展方向。為提高我國城鎮污水資源化能源利用的技術水平,系統推進城鎮污水資源化能源化利用工作,中國城鎮供水排水協會組織編制并于2023年7月發布了T/CUWA 70052—2023《城鎮污水資源與能源回收利用技術規程》。該規程首次提出了我國城鎮污水資源能源回收的技術路線、工藝參數和運行管理要點,可為處理技術或工藝選擇、工程設計、運行優化等提供指導。該規程的實施,對于城鎮污水處理系統轉變為資源、能源與水工廠,促進我國城鎮污水處理的綠色低碳高質量發展具有積極意義。
2023,
41(9):
181-186. doi: 10.13205/j.hjgc.202309022
摘要:
當前,在環境污染日益嚴重的同時,氣候變化不斷加劇,人類社會的可持續發展面臨著嚴峻挑戰。作為污染物和溫室氣體排放的關鍵環節,構建碳中和污水處理廠、實現減污降碳協同成為新時期環境治理的重要方向。圍繞碳中和污水廠構建路徑,從污水處理過程的能耗控制與能量自給、污水處理工藝的減藥與碳源利用、污水再生與有價物質的循環利用等方面進行了系統解析,并評估了相關舉措的碳減排效益。面向未來,推動能耗優化與清潔能源使用,降低處理過程碳耗藥耗,提高污水再生與有價物質循環利用等措施,結合科技創新、政策制定、城市規劃等綜合舉措,將有助于加速污水處理廠碳中和進程,并最終形成以水為核心的碳中和城市構建藍色方案。
當前,在環境污染日益嚴重的同時,氣候變化不斷加劇,人類社會的可持續發展面臨著嚴峻挑戰。作為污染物和溫室氣體排放的關鍵環節,構建碳中和污水處理廠、實現減污降碳協同成為新時期環境治理的重要方向。圍繞碳中和污水廠構建路徑,從污水處理過程的能耗控制與能量自給、污水處理工藝的減藥與碳源利用、污水再生與有價物質的循環利用等方面進行了系統解析,并評估了相關舉措的碳減排效益。面向未來,推動能耗優化與清潔能源使用,降低處理過程碳耗藥耗,提高污水再生與有價物質循環利用等措施,結合科技創新、政策制定、城市規劃等綜合舉措,將有助于加速污水處理廠碳中和進程,并最終形成以水為核心的碳中和城市構建藍色方案。
2023,
41(9):
187-193. doi: 10.13205/j.hjgc.202309023
摘要:
磺胺類藥物(SAs)是目前最常見的抗菌類抗生素之一,已在污水處理廠出水和自然水環境等檢出,對水生動植物、微生物與人體健康產生潛在危害。但是目前水中微量SAs采用常規生物法降解處理效果并不顯著。氧化法作為有效去除水體中SAs的方法之一,是水處理的研究熱點。針對水中磺胺類抗生素的藥效機理和危害,系統綜述了水中磺胺類抗生素的氧化降解的研究進展,闡明了不同氧化方法、反應途徑與產物毒性之間的內在聯系。同時指出了高級氧化方法在加速磺胺類抗生素去除轉化方面效果更好,而直接氧化在減少高毒性中間產物累積和減少抗生素抗性基因方面更具有優勢。因此,開發高效的氧化方法需要密切關注磺胺類抗生素中間產物的累積和抗生素的耐藥性。
磺胺類藥物(SAs)是目前最常見的抗菌類抗生素之一,已在污水處理廠出水和自然水環境等檢出,對水生動植物、微生物與人體健康產生潛在危害。但是目前水中微量SAs采用常規生物法降解處理效果并不顯著。氧化法作為有效去除水體中SAs的方法之一,是水處理的研究熱點。針對水中磺胺類抗生素的藥效機理和危害,系統綜述了水中磺胺類抗生素的氧化降解的研究進展,闡明了不同氧化方法、反應途徑與產物毒性之間的內在聯系。同時指出了高級氧化方法在加速磺胺類抗生素去除轉化方面效果更好,而直接氧化在減少高毒性中間產物累積和減少抗生素抗性基因方面更具有優勢。因此,開發高效的氧化方法需要密切關注磺胺類抗生素中間產物的累積和抗生素的耐藥性。
2023,
41(9):
194-200. doi: 10.13205/j.hjgc.202309024
摘要:
隨著現代城市和工商業的快速發展,污水處理廠成為保護水環境的重要設施,然而污水處理廠的尾水排放仍然對受納水體產生不利影響。沿海地區的污水處理廠長期將尾水排入近海,引起海水水質變差,但是近海環境微生物對污染的響應尚不清晰。選擇我國污染形勢嚴峻的杭州灣北岸、南岸各1片納污區(簡稱JX和SY)為研究對象,進行環境質量調查,并對沉積物微生物群落進行宏基因組測序,分析不同類型的廢水排放對納污區微生物群落結構和功能的潛在影響。研究結果表明,陸源廢水排放對納污區沉積物的微生物群落產生影響。JX和SY群落的物種組成和多樣性存在差異,造成這種差異的關鍵環境因子為水中COD以及水深;JX和SY群落的碳代謝功能也存在差異,JX群落中與甲烷代謝相關的功能基因豐度更高,而SY群落中與糖異生途徑相關的功能基因豐度更高,主要影響因子為水中COD和沉積物中TOC及石油類。上述結果對納污海域的環境管理具有重要意義,并為完善污水處理廠排放標準提供了科學依據。
隨著現代城市和工商業的快速發展,污水處理廠成為保護水環境的重要設施,然而污水處理廠的尾水排放仍然對受納水體產生不利影響。沿海地區的污水處理廠長期將尾水排入近海,引起海水水質變差,但是近海環境微生物對污染的響應尚不清晰。選擇我國污染形勢嚴峻的杭州灣北岸、南岸各1片納污區(簡稱JX和SY)為研究對象,進行環境質量調查,并對沉積物微生物群落進行宏基因組測序,分析不同類型的廢水排放對納污區微生物群落結構和功能的潛在影響。研究結果表明,陸源廢水排放對納污區沉積物的微生物群落產生影響。JX和SY群落的物種組成和多樣性存在差異,造成這種差異的關鍵環境因子為水中COD以及水深;JX和SY群落的碳代謝功能也存在差異,JX群落中與甲烷代謝相關的功能基因豐度更高,而SY群落中與糖異生途徑相關的功能基因豐度更高,主要影響因子為水中COD和沉積物中TOC及石油類。上述結果對納污海域的環境管理具有重要意義,并為完善污水處理廠排放標準提供了科學依據。
2023,
41(9):
201-209. doi: 10.13205/j.hjgc.202309025
摘要:
水熱技術(HT)作為一種環境友好型技術,在強化污泥脫水、回收污泥能源和營養物質方面被廣泛應用,并已得到了系統總結。然而,目前仍缺乏水熱技術在污泥無害化處理領域應用研究的系統梳理。首先,總結了水熱處理對污泥中重金屬固液相遷移及化學形態轉化規律的影響,即水熱處理顯著降低了污泥固相產物中重金屬的生物可利用性和浸出風險,而增加了液相產物和生物油中的重金屬含量和生態風險。其次,總結了水熱處理對致病菌與有毒有害有機污染物去除效果和降解機制,即水熱處理可以有效去除污泥中抗生素及抗性基因、持久性有機污染物(POPs)、致病菌以及微塑料,但其中多氯聯苯(PCBs)、多氟烷烴(PFAS)與微塑料(PE和PVC)的水熱降解產物的生物毒性提高。最后,針對目前研究現狀提出未來的研究方向,包括識別水熱過程污泥中有機/無機組分對污染物遷移轉化的影響機制,對有毒有害污染物水熱降解中間/最終產物進行生態風險評價。
水熱技術(HT)作為一種環境友好型技術,在強化污泥脫水、回收污泥能源和營養物質方面被廣泛應用,并已得到了系統總結。然而,目前仍缺乏水熱技術在污泥無害化處理領域應用研究的系統梳理。首先,總結了水熱處理對污泥中重金屬固液相遷移及化學形態轉化規律的影響,即水熱處理顯著降低了污泥固相產物中重金屬的生物可利用性和浸出風險,而增加了液相產物和生物油中的重金屬含量和生態風險。其次,總結了水熱處理對致病菌與有毒有害有機污染物去除效果和降解機制,即水熱處理可以有效去除污泥中抗生素及抗性基因、持久性有機污染物(POPs)、致病菌以及微塑料,但其中多氯聯苯(PCBs)、多氟烷烴(PFAS)與微塑料(PE和PVC)的水熱降解產物的生物毒性提高。最后,針對目前研究現狀提出未來的研究方向,包括識別水熱過程污泥中有機/無機組分對污染物遷移轉化的影響機制,對有毒有害污染物水熱降解中間/最終產物進行生態風險評價。
2023,
41(9):
210-220. doi: 10.13205/j.hjgc.202309026
摘要:
污泥資源化是我國解決資源與環境問題、實現減污降碳的重要舉措。污泥中鋁鹽組分的回收和循環利用是推動污水處理廠綠色發展的有效措施,也是同步提高污泥中磷、有機質等資源高效回收的重要途徑。綜述了鋁系混凝劑在污水污泥中的物質流向和反應機制;基于污泥中鋁鹽的賦存形態分析,以鋁鹽釋放-分離-回用的技術路線為核心,全面回顧了污泥中鋁鹽回收的相關技術與研究現狀,探討了其對磷回收的影響。重點分析了鋁鹽的多種分離技術,以克服污泥中磷、重金屬在酸性條件下共溶的障礙,包括順序沉淀、離子交換樹脂、液液萃取、硫化物沉淀、Donnan膜以及電滲析工藝。提出了鋁鹽與磷的聯合回收工藝,針對污泥中鋁鹽回收現狀及問題,展望了鋁鹽回收效率進一步提高、全鏈條經濟效益及鋁鹽混凝劑循環利用綜合評估等熱點研究方向,旨在推動構建資源化水平更高、更符合循環經濟模式的污水及污泥處理系統。
污泥資源化是我國解決資源與環境問題、實現減污降碳的重要舉措。污泥中鋁鹽組分的回收和循環利用是推動污水處理廠綠色發展的有效措施,也是同步提高污泥中磷、有機質等資源高效回收的重要途徑。綜述了鋁系混凝劑在污水污泥中的物質流向和反應機制;基于污泥中鋁鹽的賦存形態分析,以鋁鹽釋放-分離-回用的技術路線為核心,全面回顧了污泥中鋁鹽回收的相關技術與研究現狀,探討了其對磷回收的影響。重點分析了鋁鹽的多種分離技術,以克服污泥中磷、重金屬在酸性條件下共溶的障礙,包括順序沉淀、離子交換樹脂、液液萃取、硫化物沉淀、Donnan膜以及電滲析工藝。提出了鋁鹽與磷的聯合回收工藝,針對污泥中鋁鹽回收現狀及問題,展望了鋁鹽回收效率進一步提高、全鏈條經濟效益及鋁鹽混凝劑循環利用綜合評估等熱點研究方向,旨在推動構建資源化水平更高、更符合循環經濟模式的污水及污泥處理系統。