登录
注册
E-alert
登录
注册
E-alert
当期目录
2026年 第44卷 第7期
显示方式:
2026,
44(7):
1-17. doi: 10.13205/j.hjgc.202607001
摘要:
为探究城市生活垃圾（MSW）与市政污泥（SS）共烧过程中污染物释放规律及环境效应，分析了不同掺混比的MSW和SS在850，950，1050 ℃下的燃烧特性、污染物生成及环境影响，并通过机器学习预测污染物生成，结合沙普利加性解释方法（SHAP）分析输入变量对排放的影响。结果表明：燃烧温度和掺混比例显著影响MSW与SS混合物的燃尽率及污染物排放，温度对燃尽率的影响更为突出，MSW与SS混合样品中SS质量占比为20%时燃烧效果相对较好。在达到显著水平的污染物中，N2O和C2H4同时受温度、掺混比例及其交互作用影响显著，表明其生成过程对工况变化更为敏感；CO和C6H6主要受掺混比例影响显著；C7H8则同时受温度和掺混比例影响显著。N2O和CH4主要在燃烧初期释放，升温显著抑制N2O生成，共烧总体有利于降低CH4排放；SS质量占比为20%对SO2减排作用较为明显，950 ℃条件下NO协同减排效果相对较好；CO、C2H4、C6H6和C7H8的排放在共烧条件下总体呈拮抗作用。人工神经网络模型在污染物预测上表现优异，燃烧温度以及掺混样品的挥发分和固定碳是影响污染物生成的重要因素。升高燃烧温度有利于降低全球变暖潜值和光化学氧化生成潜值，降低MSW质量占比有助于削弱光化学氧化生成潜值，但会提高全球变暖潜值和酸化潜值。综合燃烧特性、污染物释放规律及环境影响评价结果，建议SS质量占比取值20%，以实现协同处置MSW与SS燃烧性能与环境效应的协调优化。
为探究城市生活垃圾（MSW）与市政污泥（SS）共烧过程中污染物释放规律及环境效应，分析了不同掺混比的MSW和SS在850，950，1050 ℃下的燃烧特性、污染物生成及环境影响，并通过机器学习预测污染物生成，结合沙普利加性解释方法（SHAP）分析输入变量对排放的影响。结果表明：燃烧温度和掺混比例显著影响MSW与SS混合物的燃尽率及污染物排放，温度对燃尽率的影响更为突出，MSW与SS混合样品中SS质量占比为20%时燃烧效果相对较好。在达到显著水平的污染物中，N2O和C2H4同时受温度、掺混比例及其交互作用影响显著，表明其生成过程对工况变化更为敏感；CO和C6H6主要受掺混比例影响显著；C7H8则同时受温度和掺混比例影响显著。N2O和CH4主要在燃烧初期释放，升温显著抑制N2O生成，共烧总体有利于降低CH4排放；SS质量占比为20%对SO2减排作用较为明显，950 ℃条件下NO协同减排效果相对较好；CO、C2H4、C6H6和C7H8的排放在共烧条件下总体呈拮抗作用。人工神经网络模型在污染物预测上表现优异，燃烧温度以及掺混样品的挥发分和固定碳是影响污染物生成的重要因素。升高燃烧温度有利于降低全球变暖潜值和光化学氧化生成潜值，降低MSW质量占比有助于削弱光化学氧化生成潜值，但会提高全球变暖潜值和酸化潜值。综合燃烧特性、污染物释放规律及环境影响评价结果，建议SS质量占比取值20%，以实现协同处置MSW与SS燃烧性能与环境效应的协调优化。
2026,
44(7):
18-25. doi: 10.13205/j.hjgc.202607002
摘要:
在垃圾焚烧仿真模拟领域中，传统FLIC-Fluent耦合方法通常存在多工况迭代周期长、跨软件边界误差大等问题。开发了一套基于Fluent User-Defined Function（UDF）的床层燃烧全耦合模拟程序。该程序通过颗粒发射率动态调控、炉排分区运动管控、床层拖拽屏蔽、壁面碰撞破碎4个模块，在Fluent单平台内实现了固废颗粒运动-床层燃烧-炉膛流场的全耦合计算，可完全替代FLIC软件的床层计算功能。选取国内某垃圾焚烧厂750 t/d逆倾斜顺推式炉排炉为工程校核对象，采用现场12个测点的连续运行实测数据完成了模型校核。结果表明：该方法单工况计算时长较传统FLIC-Fluent耦合方法缩短71.4%，炉膛温度模拟值与现场实测值相对误差均≤4.10%，优于前者9.68%的最大相对误差，为多源固废协同焚烧的工况优化与方案筛选提供了可靠的工程化仿真解决方案。
在垃圾焚烧仿真模拟领域中，传统FLIC-Fluent耦合方法通常存在多工况迭代周期长、跨软件边界误差大等问题。开发了一套基于Fluent User-Defined Function（UDF）的床层燃烧全耦合模拟程序。该程序通过颗粒发射率动态调控、炉排分区运动管控、床层拖拽屏蔽、壁面碰撞破碎4个模块，在Fluent单平台内实现了固废颗粒运动-床层燃烧-炉膛流场的全耦合计算，可完全替代FLIC软件的床层计算功能。选取国内某垃圾焚烧厂750 t/d逆倾斜顺推式炉排炉为工程校核对象，采用现场12个测点的连续运行实测数据完成了模型校核。结果表明：该方法单工况计算时长较传统FLIC-Fluent耦合方法缩短71.4%，炉膛温度模拟值与现场实测值相对误差均≤4.10%，优于前者9.68%的最大相对误差，为多源固废协同焚烧的工况优化与方案筛选提供了可靠的工程化仿真解决方案。
2026,
44(7):
26-33. doi: 10.13205/j.hjgc.202607003
摘要:
市政污泥与生活垃圾协同焚烧是污泥处置的可行技术路线之一。研究评估了不同污泥掺烧比例（0%、5%、10%）对生活垃圾发电厂烟气污染物排放、运行效能及焚烧副产物特性的影响。结果表明：在所有掺烧比例下，SO2、NO x 、CO、HCl、颗粒物及二噁英浓度均满足GB 18485—2014《生活垃圾焚烧污染控制标准》限值，随着污泥掺烧比例从5%升至10%，除NO x和HCl外，其余烟气污染物浓度均有所升高。掺烧比例为5%时，可获得试验条件下的最优运行效能，此时风机流量、氨水及石灰消耗量均降至最低。相比于掺烧比例为5%，污泥掺烧量10%导致烟气量、风机流量、氨水与石灰消耗量均有所升高。蒸汽产量从不掺烧时的2.778 t/t，降至2.358 t/t（掺烧比例5%）和2.117t/t（掺烧比例10%），说明发电效率随着污泥掺烧比例的升高而降低。飞灰浸出毒性分析结果显示，Zn、Pb浸出浓度显著下降，而Hg、As、Ba、Se略有上升，但均远低于限值。该研究证实机械脱水污泥（含水率50%~60%）不经热干化直接协同焚烧在技术上是可行的，5%的掺烧比例为兼顾运行经济性与系统效率的最优掺烧比例。
市政污泥与生活垃圾协同焚烧是污泥处置的可行技术路线之一。研究评估了不同污泥掺烧比例（0%、5%、10%）对生活垃圾发电厂烟气污染物排放、运行效能及焚烧副产物特性的影响。结果表明：在所有掺烧比例下，SO2、NO x 、CO、HCl、颗粒物及二噁英浓度均满足GB 18485—2014《生活垃圾焚烧污染控制标准》限值，随着污泥掺烧比例从5%升至10%，除NO x和HCl外，其余烟气污染物浓度均有所升高。掺烧比例为5%时，可获得试验条件下的最优运行效能，此时风机流量、氨水及石灰消耗量均降至最低。相比于掺烧比例为5%，污泥掺烧量10%导致烟气量、风机流量、氨水与石灰消耗量均有所升高。蒸汽产量从不掺烧时的2.778 t/t，降至2.358 t/t（掺烧比例5%）和2.117t/t（掺烧比例10%），说明发电效率随着污泥掺烧比例的升高而降低。飞灰浸出毒性分析结果显示，Zn、Pb浸出浓度显著下降，而Hg、As、Ba、Se略有上升，但均远低于限值。该研究证实机械脱水污泥（含水率50%~60%）不经热干化直接协同焚烧在技术上是可行的，5%的掺烧比例为兼顾运行经济性与系统效率的最优掺烧比例。
2026,
44(7):
34-41. doi: 10.13205/j.hjgc.202607004
摘要:
压块成型技术常用于生物质和煤炭燃料领域，成型后的燃料具有易于运输和储存、能量密度高的特点。煤气化细渣作为一种含碳量高的煤基固体废弃物，具有可观的应用潜力。研究将煤气化细渣与生物质耦合，制备厘米级压块燃料。压块燃料为在6 MPa下室温环境中，经过2 min压制而成。利用自主研发的平焰宏观热重燃烧反应器，以高加热速率的高温烟气模拟实际燃烧工况，主要关注不同生物质种类及生物质掺混比例（0%~100%）对压块燃料燃烧及排放的影响。实验结果表明：不同生物质因化学组分差异，显著影响燃烧过程。引入生物质这一过程通过改变燃料颗粒组分，可以显著提升单一原料种类颗粒的燃烧速率，挥发分燃烧速率相差可达3~5倍；并可以降低混合燃料燃烧过程中NO x和CO的生成量，污染物生成量可降低50%以上。该研究成果为煤气化细渣与生物质耦合制备清洁高效固体燃料的工艺优化提供了关键实验支撑。
压块成型技术常用于生物质和煤炭燃料领域，成型后的燃料具有易于运输和储存、能量密度高的特点。煤气化细渣作为一种含碳量高的煤基固体废弃物，具有可观的应用潜力。研究将煤气化细渣与生物质耦合，制备厘米级压块燃料。压块燃料为在6 MPa下室温环境中，经过2 min压制而成。利用自主研发的平焰宏观热重燃烧反应器，以高加热速率的高温烟气模拟实际燃烧工况，主要关注不同生物质种类及生物质掺混比例（0%~100%）对压块燃料燃烧及排放的影响。实验结果表明：不同生物质因化学组分差异，显著影响燃烧过程。引入生物质这一过程通过改变燃料颗粒组分，可以显著提升单一原料种类颗粒的燃烧速率，挥发分燃烧速率相差可达3~5倍；并可以降低混合燃料燃烧过程中NO x和CO的生成量，污染物生成量可降低50%以上。该研究成果为煤气化细渣与生物质耦合制备清洁高效固体燃料的工艺优化提供了关键实验支撑。
2026,
44(7):
42-48. doi: 10.13205/j.hjgc.202607005
摘要:
为优化市政污泥焚烧工艺、提升处置效率，以成都第一污水处理厂市政污泥为研究对象，基于同步热分析技术，对热重、微分热重及差示扫描量热信号进行综合分析，在空气气氛、升温速率为20 K/min条件下，揭示了市政污泥燃烧过程的特性演化及其分阶段动力学与热力学行为。为验证Coats-Redfern积分法计算结果的准确性，同时采用了Achar-Brindley-Sharp微分法进行对比计算。结果表明：市政污泥燃烧过程可划分为水分蒸发、挥发分燃烧、固定碳燃烧和燃尽4个阶段，其中，主要热释放集中于挥发分燃烧和固定碳燃烧阶段。污泥着火温度为220.7 ℃，燃尽温度为605.9 ℃，综合燃烧特性指数为6. 32×10-8 %2/(min2·K3)，表现出良好的燃烧稳定性。动力学分析表明，水分蒸发和挥发分燃烧阶段符合一级反应模型，固定碳燃烧和燃尽阶段符合二级反应模型；2种方法所得表观活化能偏差均在15%以内，验证了Coats-Redfern积分法结果的可靠性。CR积分法求得的市政污泥燃烧4个阶段表观活化能分别为52.24，48.81，192.38，102.27 kJ/mol。热力学分析显示，各阶段熵变均为负值，吉布斯自由能均为正，说明污泥焚烧过程需外部能量驱动，高温燃尽阶段能量需求较高。研究结果可为市政污泥焚烧工艺优化提供参考。
为优化市政污泥焚烧工艺、提升处置效率，以成都第一污水处理厂市政污泥为研究对象，基于同步热分析技术，对热重、微分热重及差示扫描量热信号进行综合分析，在空气气氛、升温速率为20 K/min条件下，揭示了市政污泥燃烧过程的特性演化及其分阶段动力学与热力学行为。为验证Coats-Redfern积分法计算结果的准确性，同时采用了Achar-Brindley-Sharp微分法进行对比计算。结果表明：市政污泥燃烧过程可划分为水分蒸发、挥发分燃烧、固定碳燃烧和燃尽4个阶段，其中，主要热释放集中于挥发分燃烧和固定碳燃烧阶段。污泥着火温度为220.7 ℃，燃尽温度为605.9 ℃，综合燃烧特性指数为6. 32×10-8 %2/(min2·K3)，表现出良好的燃烧稳定性。动力学分析表明，水分蒸发和挥发分燃烧阶段符合一级反应模型，固定碳燃烧和燃尽阶段符合二级反应模型；2种方法所得表观活化能偏差均在15%以内，验证了Coats-Redfern积分法结果的可靠性。CR积分法求得的市政污泥燃烧4个阶段表观活化能分别为52.24，48.81，192.38，102.27 kJ/mol。热力学分析显示，各阶段熵变均为负值，吉布斯自由能均为正，说明污泥焚烧过程需外部能量驱动，高温燃尽阶段能量需求较高。研究结果可为市政污泥焚烧工艺优化提供参考。
2026,
44(7):
49-58. doi: 10.13205/j.hjgc.202607006
摘要:
研究旨在分析超低排放标准下城市生活垃圾（MSW）焚烧烟气净化工艺的全球变暖潜势（GWP）。选取了3种典型的烟气净化工艺：选择性非催化还原（SNCR）脱硝+半干法（SDS）脱酸+干法（DS）脱酸+活性炭喷射（ACI）+布袋除尘（FF）（APCD1）、SNCR+SDS+DS+ACI+FF+SCR+湿法（WS）脱酸（APCD2）和SNCR+SDS+DS+ACI+FF+WS+SCR（APCD3），并采用生命周期评价的思路对3种工艺的GWP进行评估。结果显示：在考虑电耗的情况下，APCD3的GWP最高，但在污染物控制方面表现最优。APCD1因NO x 排放量相对最高，对GWP的贡献显著，其净化效果有待提升；而APCD2则存在资源消耗较高的问题。电力消耗是影响3种工艺GWP的主要因素，优化电力消耗和提升能源效率是降低GWP的关键措施。建议未来进一步研究MSW焚烧的CO2减排策略，并采用高效脱硝工艺，在实现MSW焚烧厂推广超低排放的同时，向低碳排放转变。
研究旨在分析超低排放标准下城市生活垃圾（MSW）焚烧烟气净化工艺的全球变暖潜势（GWP）。选取了3种典型的烟气净化工艺：选择性非催化还原（SNCR）脱硝+半干法（SDS）脱酸+干法（DS）脱酸+活性炭喷射（ACI）+布袋除尘（FF）（APCD1）、SNCR+SDS+DS+ACI+FF+SCR+湿法（WS）脱酸（APCD2）和SNCR+SDS+DS+ACI+FF+WS+SCR（APCD3），并采用生命周期评价的思路对3种工艺的GWP进行评估。结果显示：在考虑电耗的情况下，APCD3的GWP最高，但在污染物控制方面表现最优。APCD1因NO x 排放量相对最高，对GWP的贡献显著，其净化效果有待提升；而APCD2则存在资源消耗较高的问题。电力消耗是影响3种工艺GWP的主要因素，优化电力消耗和提升能源效率是降低GWP的关键措施。建议未来进一步研究MSW焚烧的CO2减排策略，并采用高效脱硝工艺，在实现MSW焚烧厂推广超低排放的同时，向低碳排放转变。
2026,
44(7):
59-67. doi: 10.13205/j.hjgc.202607007
摘要:
印染污泥（PDS）粉煤灰由于含有重金属（HMs）种类多、含量高，常被视为危险废物。研究以印染污泥粉煤灰与重金属污染土为原料制备陶粒，系统试验考察烧结工艺对陶粒物理性能与重金属迁移转化的影响，并阐释重金属固化机理。试验获得的最优工艺条件为：400 ℃下预热10 min，随后升温至1150 ℃，并保温10 min。在该工艺条件下制得的陶粒1 h的吸水率为2.7%，堆积密度为830 kg/m3，各重金属挥发率<15%，残渣态（F4）比例>86%。1150 ℃的烧结温度可使陶粒中重金属挥发量最小化，并促进陶粒中重金属转化为残渣态（F4）。表征结果表明，在陶粒烧结过程中形成了玻璃相对重金属具有包裹作用，同时无定形硅铝基团与重金属反应形成稳定的硅铝酸盐，可以协同降低陶粒中重金属的迁移风险。
印染污泥（PDS）粉煤灰由于含有重金属（HMs）种类多、含量高，常被视为危险废物。研究以印染污泥粉煤灰与重金属污染土为原料制备陶粒，系统试验考察烧结工艺对陶粒物理性能与重金属迁移转化的影响，并阐释重金属固化机理。试验获得的最优工艺条件为：400 ℃下预热10 min，随后升温至1150 ℃，并保温10 min。在该工艺条件下制得的陶粒1 h的吸水率为2.7%，堆积密度为830 kg/m3，各重金属挥发率<15%，残渣态（F4）比例>86%。1150 ℃的烧结温度可使陶粒中重金属挥发量最小化，并促进陶粒中重金属转化为残渣态（F4）。表征结果表明，在陶粒烧结过程中形成了玻璃相对重金属具有包裹作用，同时无定形硅铝基团与重金属反应形成稳定的硅铝酸盐，可以协同降低陶粒中重金属的迁移风险。
2026,
44(7):
68-77. doi: 10.13205/j.hjgc.202607008
摘要:
在众多废轮胎处理方法中，热解法因其广泛的适用性、高效的效益以及较低的环境污染等显著优势，已成为当前的研究热点。利用热重分析技术，探究了不同升温速率对废轮胎的热解特性的影响，并在整体反应、失重阶段及Fraser-Suzuki解卷积三重尺度上，对废轮胎热解过程的反应动力学行为进行了系统分析。对比研究表明：Fraser-Suzuki函数凭借其非对称峰形拟合能力，在描述废轮胎热解这一复杂连续反应过程的动力学特性方面表现出更优的适用性。该函数成功地将废轮胎热解过程解卷积为添加剂、天然橡胶、合成橡胶及高温残余反应物4个伪组分的反应，其对应的平均活化能分别为118.21，202.60，231.98，251.97 kJ/mol。该研究可以为废轮胎热解工艺的温度分区调控及反应器优化设计提供关键理论依据。
在众多废轮胎处理方法中，热解法因其广泛的适用性、高效的效益以及较低的环境污染等显著优势，已成为当前的研究热点。利用热重分析技术，探究了不同升温速率对废轮胎的热解特性的影响，并在整体反应、失重阶段及Fraser-Suzuki解卷积三重尺度上，对废轮胎热解过程的反应动力学行为进行了系统分析。对比研究表明：Fraser-Suzuki函数凭借其非对称峰形拟合能力，在描述废轮胎热解这一复杂连续反应过程的动力学特性方面表现出更优的适用性。该函数成功地将废轮胎热解过程解卷积为添加剂、天然橡胶、合成橡胶及高温残余反应物4个伪组分的反应，其对应的平均活化能分别为118.21，202.60，231.98，251.97 kJ/mol。该研究可以为废轮胎热解工艺的温度分区调控及反应器优化设计提供关键理论依据。
2026,
44(7):
78-88. doi: 10.13205/j.hjgc.202607009
摘要:
餐饮垃圾资源化是我国实施垃圾分类和建设“无废城市”的关键抓手。但是，行业现已逐步认识到厌氧消化的技术路线存在发展瓶颈。选取了东北、华北、西北、华东的工程规模设施，采用物质流分析方法全面评估了现有餐饮垃圾厌氧消化项目的现状。结果表明：在餐饮垃圾预处理工艺段，所有地区餐饮垃圾沥水、有机浆液整体呈现高COD/TN的特性，高油脂含量的沥水在经过油、水、固三相分离处理后，油脂回收率达到98%以上。上述四个地区每吨餐饮垃圾经厌氧消化可产生70~80 m3的沼气，但也同时产生了占总质量69%~80%的沼液和2.7%~3.6%的沼渣。沼液沼渣常年连续产生，与其土地利用的季节性需求不匹配，资源化路径受限。餐饮垃圾制备碳源可大幅提升其资源化利用效率，其经济效益较沼气化路线提升了203%以上。碳源化技术路线的选择需结合目标污水处理工艺的具体脱氮需求、碳源产品质量要求以及商品碳源替代率等因素进行综合确定。
餐饮垃圾资源化是我国实施垃圾分类和建设“无废城市”的关键抓手。但是，行业现已逐步认识到厌氧消化的技术路线存在发展瓶颈。选取了东北、华北、西北、华东的工程规模设施，采用物质流分析方法全面评估了现有餐饮垃圾厌氧消化项目的现状。结果表明：在餐饮垃圾预处理工艺段，所有地区餐饮垃圾沥水、有机浆液整体呈现高COD/TN的特性，高油脂含量的沥水在经过油、水、固三相分离处理后，油脂回收率达到98%以上。上述四个地区每吨餐饮垃圾经厌氧消化可产生70~80 m3的沼气，但也同时产生了占总质量69%~80%的沼液和2.7%~3.6%的沼渣。沼液沼渣常年连续产生，与其土地利用的季节性需求不匹配，资源化路径受限。餐饮垃圾制备碳源可大幅提升其资源化利用效率，其经济效益较沼气化路线提升了203%以上。碳源化技术路线的选择需结合目标污水处理工艺的具体脱氮需求、碳源产品质量要求以及商品碳源替代率等因素进行综合确定。
2026,
44(7):
89-96. doi: 10.13205/j.hjgc.202607010
摘要:
低浓度全氟辛烷磺酸（PFOS）对活性污泥厌氧发酵过程的作用机制仍不明确。设置0.5，1.0，4.5 μg/g TSS 3个PFOS浓度水平，系统评估了PFOS对污泥厌氧发酵过程中有机质溶解释放和氮磷转化的影响。实验监测了可溶性化学需氧量（SCOD）、可溶性蛋白、多糖、NH+4-N、PO3-4-P及三维荧光特征，结合动态变化规律揭示低浓度PFOS的效应特征。结果表明：PFOS显著促进了SCOD、蛋白和多糖的释放，其中在45 °C，14 d和PFOS浓度4.5 μg/g TSS条件下SCOD峰值较对照组提高约28%，表明可生物降解有机质积累增加。NNH+4-N浓度整体升高并伴随波动，而O3-4-P释放受到抑制，提示氮磷转化途径可能受干扰。三维荧光分析进一步显示，低浓度PFOS增强了芳香族蛋白和微生物副产物信号，验证了基质溶解释放效应。综合结果揭示了低浓度PFOS在厌氧发酵过程中表现出“前期促进、后期潜在抑制”的双重作用特征。该研究可为理解PFOS在污泥厌氧消化中的环境行为提供数据支撑，并为污泥资源化利用与新污染物风险评估提供参考。
低浓度全氟辛烷磺酸（PFOS）对活性污泥厌氧发酵过程的作用机制仍不明确。设置0.5，1.0，4.5 μg/g TSS 3个PFOS浓度水平，系统评估了PFOS对污泥厌氧发酵过程中有机质溶解释放和氮磷转化的影响。实验监测了可溶性化学需氧量（SCOD）、可溶性蛋白、多糖、NH+4-N、PO3-4-P及三维荧光特征，结合动态变化规律揭示低浓度PFOS的效应特征。结果表明：PFOS显著促进了SCOD、蛋白和多糖的释放，其中在45 °C，14 d和PFOS浓度4.5 μg/g TSS条件下SCOD峰值较对照组提高约28%，表明可生物降解有机质积累增加。NNH+4-N浓度整体升高并伴随波动，而O3-4-P释放受到抑制，提示氮磷转化途径可能受干扰。三维荧光分析进一步显示，低浓度PFOS增强了芳香族蛋白和微生物副产物信号，验证了基质溶解释放效应。综合结果揭示了低浓度PFOS在厌氧发酵过程中表现出“前期促进、后期潜在抑制”的双重作用特征。该研究可为理解PFOS在污泥厌氧消化中的环境行为提供数据支撑，并为污泥资源化利用与新污染物风险评估提供参考。
2026,
44(7):
97-105. doi: 10.13205/j.hjgc.202607011
摘要:
厌氧消化是实现餐厨垃圾能源化利用的有效途径，但常因挥发性脂肪酸（VFAs）积累导致系统酸化失稳。利用盐酸对赤泥（RM）进行改性以调节其碱性，优化其理化性质，并系统探究其作为添加剂对餐厨垃圾厌氧消化性能的强化效果与内在机理。结果表明：添加3%的AMRM能显著提升系统缓冲能力，并有效控制VFAs积累。这主要归因于AMRM发达的孔隙结构（比表面积较RM提升347%）对VFAs（尤其是丙酸）的快速吸附。同时，AMRM中富集的赤铁矿（Fe2O3）提高了电子传递系统（ETS）活性和辅酶F420含量，推测其可能作为电子载体促进了互营细菌与产甲烷菌之间的直接种间电子传递（DIET）。两者协同作用下，最终甲烷产率可高达633.9 mL/g，较对照组和原始赤泥组分别显著提高175.1%与55.2%。
厌氧消化是实现餐厨垃圾能源化利用的有效途径，但常因挥发性脂肪酸（VFAs）积累导致系统酸化失稳。利用盐酸对赤泥（RM）进行改性以调节其碱性，优化其理化性质，并系统探究其作为添加剂对餐厨垃圾厌氧消化性能的强化效果与内在机理。结果表明：添加3%的AMRM能显著提升系统缓冲能力，并有效控制VFAs积累。这主要归因于AMRM发达的孔隙结构（比表面积较RM提升347%）对VFAs（尤其是丙酸）的快速吸附。同时，AMRM中富集的赤铁矿（Fe2O3）提高了电子传递系统（ETS）活性和辅酶F420含量，推测其可能作为电子载体促进了互营细菌与产甲烷菌之间的直接种间电子传递（DIET）。两者协同作用下，最终甲烷产率可高达633.9 mL/g，较对照组和原始赤泥组分别显著提高175.1%与55.2%。
2026,
44(7):
106-117. doi: 10.13205/j.hjgc.202607012
摘要:
为探讨生物炭和木质素降解菌添加对好氧发酵-蚯蚓堆肥联合处理牛粪与稻壳过程腐熟、物质转化和微生物群落结构的影响，以牛粪和稻壳为原料，设置了无添加对照处理（CK）、5% （质量分数） 荔枝木生物炭添加（T1）、0.5%（质量分数）木质素降解功能菌（Bacillus subtilis、Aspergillus niger）添加（T2）、5%（质量分数）荔枝木生物炭+0.5%（质量分数）木质素降解功能菌（Bacillus subtilis、Aspergillus niger）添加（T3）共计4种处理进行好氧-蚯蚓联合堆肥试验。结果显示：生物炭或/和木质素降解菌接种（T1—T3）加快了堆体升温，延长了堆肥高温持续时间（达13 d），提高了堆体最高温度。相较于对照CK，生物炭或/和木质素降解菌接种（T1—T3）处理促使有机质降解提高3.97%~9.56%，腐殖酸含量增加12.30%~24.09%，速效磷和速效钾含量分别增加14.48%~32.50%和6.97%~18.85%，NH3排放减少25.86%~34.26%，NO-3-N含量和总氮含量分别提高12.83%~43.34%和5.73%~13.18%，种子发芽指数提高11.62%~29.20%，所有处理中以T3效果最好。生物炭或/和木质素降解菌接种处理能够在好氧堆肥阶段显著提高Bacteroidota、Planctomycetota和Acidobacteriota菌门的相对丰度，但在蚯蚓堆肥阶段作用不显著；并可使功能微生物如Bacillus、Pseudomonas和Chryseolinea菌属的相对丰度在好氧堆肥和蚯蚓堆肥阶段均显著提高。研究表明：在牛粪-稻壳废弃物中添加5%荔枝木生物炭、木质素降解菌进行好氧-蚯蚓联合堆肥，能够改善细菌菌群结构，促进有机质降解，提高堆肥腐殖化程度，减少氮损失，促进堆肥腐熟，且共同添加时效果最好。
为探讨生物炭和木质素降解菌添加对好氧发酵-蚯蚓堆肥联合处理牛粪与稻壳过程腐熟、物质转化和微生物群落结构的影响，以牛粪和稻壳为原料，设置了无添加对照处理（CK）、5% （质量分数） 荔枝木生物炭添加（T1）、0.5%（质量分数）木质素降解功能菌（Bacillus subtilis、Aspergillus niger）添加（T2）、5%（质量分数）荔枝木生物炭+0.5%（质量分数）木质素降解功能菌（Bacillus subtilis、Aspergillus niger）添加（T3）共计4种处理进行好氧-蚯蚓联合堆肥试验。结果显示：生物炭或/和木质素降解菌接种（T1—T3）加快了堆体升温，延长了堆肥高温持续时间（达13 d），提高了堆体最高温度。相较于对照CK，生物炭或/和木质素降解菌接种（T1—T3）处理促使有机质降解提高3.97%~9.56%，腐殖酸含量增加12.30%~24.09%，速效磷和速效钾含量分别增加14.48%~32.50%和6.97%~18.85%，NH3排放减少25.86%~34.26%，NO-3-N含量和总氮含量分别提高12.83%~43.34%和5.73%~13.18%，种子发芽指数提高11.62%~29.20%，所有处理中以T3效果最好。生物炭或/和木质素降解菌接种处理能够在好氧堆肥阶段显著提高Bacteroidota、Planctomycetota和Acidobacteriota菌门的相对丰度，但在蚯蚓堆肥阶段作用不显著；并可使功能微生物如Bacillus、Pseudomonas和Chryseolinea菌属的相对丰度在好氧堆肥和蚯蚓堆肥阶段均显著提高。研究表明：在牛粪-稻壳废弃物中添加5%荔枝木生物炭、木质素降解菌进行好氧-蚯蚓联合堆肥，能够改善细菌菌群结构，促进有机质降解，提高堆肥腐殖化程度，减少氮损失，促进堆肥腐熟，且共同添加时效果最好。
2026,
44(7):
118-128. doi: 10.13205/j.hjgc.202607013
摘要:
为探讨蚯蚓黏液协同不同生物炭堆肥对污泥中重金属生物有效性的影响，向污泥中添加蚯蚓黏液和2种生物炭（稻壳炭、秸秆炭）进行堆肥试验，分析蚯蚓黏液协同生物炭堆肥对污泥理化性质、重金属总量、有效态和赋存状态的影响。结果表明：相较污泥单独堆肥，添加黏液后污泥pH、电导率EC增加，总氮（TN）、总磷（TP）含量降低；黏液协同生物炭堆肥进一步增加了污泥pH与EC，降低了TN含量，其中，添加黏液与10%稻壳炭对污泥的处理效果最佳。黏液单独堆肥可降低污泥重金属（Cd、Cu、Ni、Zn、Pb）总量和生物有效性，添加不同比例和类型生物炭后，污泥重金属总量和有效态含量降低幅度更为显著，黏液协同稻壳炭堆肥对污泥中Cd去除效果较好，Cd总量和有效态含量较对照组分别下降27.03%~55.68%和9.52%~28.57%（P<0.05），黏液协同秸秆炭堆肥对污泥中Ni、Zn和Pb去除效果更优，三者总量较对照组分别下降3.81%~5.72% 、7.93%~34.62%和42.61%~79.46%，有效态含量较对照组分别下降2.90%~26.31%、15.58%~24.14%、32.30%~36.88%（P<0.05）。添加黏液协同生物炭进行污泥堆肥后，污泥中Cd 、Ni和Pb碳酸盐结合态逐渐向残渣态转化；添加黏液和生物炭堆肥后，污泥中重金属可交换态逐渐向铁残渣态转化，其中添加秸秆炭堆肥对污泥中重金属钝化效果最好，Cd、Cu、Ni、Zn、Pb残渣态较对照组分别上升0.35%~7.02%、8.61%~12.90%、16.62%~23.02%、17.33%~26.10%、16.12%~27.20%（P<0.05）。因此，蚯蚓黏液协同稻壳、秸秆生物炭堆肥能有效降低污泥中重金属浓度和有效态含量，具有在污泥堆肥方面的应用前景。
为探讨蚯蚓黏液协同不同生物炭堆肥对污泥中重金属生物有效性的影响，向污泥中添加蚯蚓黏液和2种生物炭（稻壳炭、秸秆炭）进行堆肥试验，分析蚯蚓黏液协同生物炭堆肥对污泥理化性质、重金属总量、有效态和赋存状态的影响。结果表明：相较污泥单独堆肥，添加黏液后污泥pH、电导率EC增加，总氮（TN）、总磷（TP）含量降低；黏液协同生物炭堆肥进一步增加了污泥pH与EC，降低了TN含量，其中，添加黏液与10%稻壳炭对污泥的处理效果最佳。黏液单独堆肥可降低污泥重金属（Cd、Cu、Ni、Zn、Pb）总量和生物有效性，添加不同比例和类型生物炭后，污泥重金属总量和有效态含量降低幅度更为显著，黏液协同稻壳炭堆肥对污泥中Cd去除效果较好，Cd总量和有效态含量较对照组分别下降27.03%~55.68%和9.52%~28.57%（P<0.05），黏液协同秸秆炭堆肥对污泥中Ni、Zn和Pb去除效果更优，三者总量较对照组分别下降3.81%~5.72% 、7.93%~34.62%和42.61%~79.46%，有效态含量较对照组分别下降2.90%~26.31%、15.58%~24.14%、32.30%~36.88%（P<0.05）。添加黏液协同生物炭进行污泥堆肥后，污泥中Cd 、Ni和Pb碳酸盐结合态逐渐向残渣态转化；添加黏液和生物炭堆肥后，污泥中重金属可交换态逐渐向铁残渣态转化，其中添加秸秆炭堆肥对污泥中重金属钝化效果最好，Cd、Cu、Ni、Zn、Pb残渣态较对照组分别上升0.35%~7.02%、8.61%~12.90%、16.62%~23.02%、17.33%~26.10%、16.12%~27.20%（P<0.05）。因此，蚯蚓黏液协同稻壳、秸秆生物炭堆肥能有效降低污泥中重金属浓度和有效态含量，具有在污泥堆肥方面的应用前景。
2026,
44(7):
129-142. doi: 10.13205/j.hjgc.202607014
摘要:
减少发酵过程中的氨排放并回收损失的氮素，是提高堆肥产品中氮含量的有效手段。生物滴滤塔作为末端臭气控制技术，在净化含氨臭气的同时，可将臭气中的氮（主要为NH3）以无机氮的形式保留在滴滤废液中，含氮滴滤液的回用为回收损失氮素提供了可能。然而，在适宜碳氮比（C/N）范围内（20.0∶1～30.0∶1），含氮废液回用对好氧发酵过程的影响尚不明确。研究以沼渣、木屑、餐厨垃圾及菌糠为堆肥原料，初始物料C/N为控制变量，设置了低C/N堆料回用含氮废液组（LRN）、低C/N堆料回用去离子水组（LRW）、高C/N堆料回用含氮废液组（HRN）、高C/N堆料回用去离子水组（HRW）4个实验组，重点考察模拟含氮废液（含2000 mg/L NH+4-N和2000 mg/L NO-2-N）回用对好氧发酵腐殖化程度、氮素转化以及温室气体排放的影响。结果表明，含氮废液回用不会对堆肥产品的最终腐熟程度产生抑制，最终堆肥产品的pH及种子发芽指数均符合有机肥料国家标准。此外，HRN组的总温室气体、N2O及NH3累积排放量较LRN组和对照组（LRW组），分别降低20.32%～30.35%、0.67%～53.38%和52.14%～62.15%。尽管HRN组的总温室气体和NH3累积排放量略高于HRW组（提高4.56%和4.99%），但HRN组的最终堆肥产品中的氮含量（4691.27 mg/kg）高于HRW组（4514.96 mg/kg），这主要归因于高C/N条件下充足的碳源促进了微生物对氮的同化固定。与之相反，低C/N条件下回用含氮废液，由于碳源不足导致NNH+4-N积累挥发及反硝化过程不完全，加剧了NH3与N2O排放，LRN组较LRW组分别提高26.43%和112.99%。综上，在高初始物料C/N条件下回用含氮废液，可在保证堆肥产品腐熟度基础上，有效降低堆肥过程的温室气体及NH3的排放。
减少发酵过程中的氨排放并回收损失的氮素，是提高堆肥产品中氮含量的有效手段。生物滴滤塔作为末端臭气控制技术，在净化含氨臭气的同时，可将臭气中的氮（主要为NH3）以无机氮的形式保留在滴滤废液中，含氮滴滤液的回用为回收损失氮素提供了可能。然而，在适宜碳氮比（C/N）范围内（20.0∶1～30.0∶1），含氮废液回用对好氧发酵过程的影响尚不明确。研究以沼渣、木屑、餐厨垃圾及菌糠为堆肥原料，初始物料C/N为控制变量，设置了低C/N堆料回用含氮废液组（LRN）、低C/N堆料回用去离子水组（LRW）、高C/N堆料回用含氮废液组（HRN）、高C/N堆料回用去离子水组（HRW）4个实验组，重点考察模拟含氮废液（含2000 mg/L NH+4-N和2000 mg/L NO-2-N）回用对好氧发酵腐殖化程度、氮素转化以及温室气体排放的影响。结果表明，含氮废液回用不会对堆肥产品的最终腐熟程度产生抑制，最终堆肥产品的pH及种子发芽指数均符合有机肥料国家标准。此外，HRN组的总温室气体、N2O及NH3累积排放量较LRN组和对照组（LRW组），分别降低20.32%～30.35%、0.67%～53.38%和52.14%～62.15%。尽管HRN组的总温室气体和NH3累积排放量略高于HRW组（提高4.56%和4.99%），但HRN组的最终堆肥产品中的氮含量（4691.27 mg/kg）高于HRW组（4514.96 mg/kg），这主要归因于高C/N条件下充足的碳源促进了微生物对氮的同化固定。与之相反，低C/N条件下回用含氮废液，由于碳源不足导致NNH+4-N积累挥发及反硝化过程不完全，加剧了NH3与N2O排放，LRN组较LRW组分别提高26.43%和112.99%。综上，在高初始物料C/N条件下回用含氮废液，可在保证堆肥产品腐熟度基础上，有效降低堆肥过程的温室气体及NH3的排放。
2026,
44(7):
143-155. doi: 10.13205/j.hjgc.202607015
摘要:
微塑料污染问题日益严峻。土壤作为陆地生态系统中微塑料的主要汇，其污染与污泥有机肥施用密切相关。研究以污泥有机肥中常见的聚丙烯（PP）和聚乙烯（PE）为对象，基于成都地区降雨特征开展室内模拟实验，探究微塑料在非饱和多孔介质中的释放与迁移规律。结果表明：6个月模拟降雨条件下，20~40 μm、0.2%添加丰度（质量比）的PE释放比例为（26.1±1.8）%，显著高于PP（16.4±1.3）%；40~60 μm粒径释放量最高，过高丰度易引发团聚从而抑制释放。24个月模拟迁移实验显示，PE迁移能力显著高于PP，迁移峰值于14~18个月区间出现，40~60 μm粒径迁移能力最强。环境因素对迁移具有显著调控作用：迁移能力随pH升高而增强，高pH下污泥浸出液的促迁移效应减弱；且迁移能力随电解质浓度升高而降低，高EC下污泥浸出液的抑制作用增强；有机物浓度呈低促高抑的非线性响应。该研究可为防治公共绿地微塑料土壤污染提供数据支撑和理论参考。
微塑料污染问题日益严峻。土壤作为陆地生态系统中微塑料的主要汇，其污染与污泥有机肥施用密切相关。研究以污泥有机肥中常见的聚丙烯（PP）和聚乙烯（PE）为对象，基于成都地区降雨特征开展室内模拟实验，探究微塑料在非饱和多孔介质中的释放与迁移规律。结果表明：6个月模拟降雨条件下，20~40 μm、0.2%添加丰度（质量比）的PE释放比例为（26.1±1.8）%，显著高于PP（16.4±1.3）%；40~60 μm粒径释放量最高，过高丰度易引发团聚从而抑制释放。24个月模拟迁移实验显示，PE迁移能力显著高于PP，迁移峰值于14~18个月区间出现，40~60 μm粒径迁移能力最强。环境因素对迁移具有显著调控作用：迁移能力随pH升高而增强，高pH下污泥浸出液的促迁移效应减弱；且迁移能力随电解质浓度升高而降低，高EC下污泥浸出液的抑制作用增强；有机物浓度呈低促高抑的非线性响应。该研究可为防治公共绿地微塑料土壤污染提供数据支撑和理论参考。
2026,
44(7):
156-166. doi: 10.13205/j.hjgc.202607016
摘要:
铅（Pb）是一种对环境和人体健康，特别是儿童健康构成严重威胁的有毒物质，它可以在人体内累积，对多个器官和系统造成损害。开发低成本Pb高效吸附材料具有重要现实意义。以皇竹草、厨余沼渣及其混合物为原料热解制备生物炭为研究对象，探究其对水中Pb2+ 的吸附性能与机理。通过吸附动力学和吸附等温线模拟拟合，并结合FTIR、SEM-EDS等表征手段进行深入分析。结果表明：不同皇竹草、厨余沼渣比例混合制备的生物炭对Pb2+的吸附性能差异显著，其中，m（皇竹草）∶m（厨余沼渣）=3∶1时效果最佳，纯皇竹草次之。此外，在pH=6的条件下，吸附量于0~180 min内快速增加，并在360 min时达到平衡。在不同初始浓度下，生物炭吸附量随着初始浓度的增加而增加，当初始浓度>400 mg/L时，吸附量趋于平稳。总而言之，该混合生物炭具有制备简单、成本低廉、较高的吸附容量等特点，可为重金属污染治理提供数据支持和理论依据。
铅（Pb）是一种对环境和人体健康，特别是儿童健康构成严重威胁的有毒物质，它可以在人体内累积，对多个器官和系统造成损害。开发低成本Pb高效吸附材料具有重要现实意义。以皇竹草、厨余沼渣及其混合物为原料热解制备生物炭为研究对象，探究其对水中Pb2+ 的吸附性能与机理。通过吸附动力学和吸附等温线模拟拟合，并结合FTIR、SEM-EDS等表征手段进行深入分析。结果表明：不同皇竹草、厨余沼渣比例混合制备的生物炭对Pb2+的吸附性能差异显著，其中，m（皇竹草）∶m（厨余沼渣）=3∶1时效果最佳，纯皇竹草次之。此外，在pH=6的条件下，吸附量于0~180 min内快速增加，并在360 min时达到平衡。在不同初始浓度下，生物炭吸附量随着初始浓度的增加而增加，当初始浓度>400 mg/L时，吸附量趋于平稳。总而言之，该混合生物炭具有制备简单、成本低廉、较高的吸附容量等特点，可为重金属污染治理提供数据支持和理论依据。
2026,
44(7):
167-178. doi: 10.13205/j.hjgc.202607017
摘要:
酒糟作为酿酒工业产量最大的典型有机固体废弃物，其高效、低碳资源化利用是推动酿酒行业绿色转型、实现“双碳”目标的关键抓手，对行业可持续发展具有重要现实意义。研究以酒糟制备生物炭与有机肥2种主流资源化路径为研究对象，采用生命周期评价（LCA）方法，以各工艺环节已有文献公开数据为基础，系统核算了2种路径全生命周期内的CO2排放量及碳减排效益，并从原料供应、设备投入、运行消耗等维度构建技术经济性评价模型，综合评估2种路径的成本、收益及投资可行性。结果显示：理论上1 t酒糟热解制备生物炭路径全流程总CO2排放量为250.02 kg，碳封存减排量达120.29 kg，其具有低碳排放、固碳持久的核心优势；1 t酒糟发酵制备有机肥路径全流程总CO2排放量为536.14 kg，碳减排量为86.22 kg，减排效果低于生物炭路径。技术经济性分析表明，酒糟生物炭单位净利润为471.97元/t，酒糟有机肥单位净利润为822.27元/t，相比之下，有机肥工艺的盈利水平更具优势。2种资源化路径均能实现CO2减排，其中生物炭工艺侧重低碳环保，有机肥工艺在经济效益上表现更好。研究可为酿酒行业有机固废资源化路线选择、低碳技术推广及循环经济模式构建提供数据支撑。
酒糟作为酿酒工业产量最大的典型有机固体废弃物，其高效、低碳资源化利用是推动酿酒行业绿色转型、实现“双碳”目标的关键抓手，对行业可持续发展具有重要现实意义。研究以酒糟制备生物炭与有机肥2种主流资源化路径为研究对象，采用生命周期评价（LCA）方法，以各工艺环节已有文献公开数据为基础，系统核算了2种路径全生命周期内的CO2排放量及碳减排效益，并从原料供应、设备投入、运行消耗等维度构建技术经济性评价模型，综合评估2种路径的成本、收益及投资可行性。结果显示：理论上1 t酒糟热解制备生物炭路径全流程总CO2排放量为250.02 kg，碳封存减排量达120.29 kg，其具有低碳排放、固碳持久的核心优势；1 t酒糟发酵制备有机肥路径全流程总CO2排放量为536.14 kg，碳减排量为86.22 kg，减排效果低于生物炭路径。技术经济性分析表明，酒糟生物炭单位净利润为471.97元/t，酒糟有机肥单位净利润为822.27元/t，相比之下，有机肥工艺的盈利水平更具优势。2种资源化路径均能实现CO2减排，其中生物炭工艺侧重低碳环保，有机肥工艺在经济效益上表现更好。研究可为酿酒行业有机固废资源化路线选择、低碳技术推广及循环经济模式构建提供数据支撑。
2026,
44(7):
179-190. doi: 10.13205/j.hjgc.202607018
摘要:
针对磷资源短缺与水体富营养化治理的双重挑战，创新性地提出“以废治废”的可持续解决方案，即通过共热解赤泥和污泥制备赤泥改性污泥基生物炭（RMSBC）。设置不同的热解温度和原料比以调控其吸附效能，发现在热解温度为800 ℃、m（赤泥）/m（污泥）为3∶1条件下，生物炭对磷的最大吸附容量达到28.57 mg/g，较未改性生物炭（SBC）显著提升了350%。多表征手段分析表明：赤泥改性使其表面粗糙度和平均孔径增大，电负性降低，pHpzc从2.01上升到了3.37。吸附过程符合拟二级动力学和Langmuir模型，机理以静电引力和表面沉淀为主。分子动力学模拟进一步证实了Fe3O4的关键作用静电吸附、表面沉淀、物理吸附。材料经过5次循环后仍保持初始值61%的吸附容量，针对实际水样的磷去除率达83%。该研究实现了赤泥和污泥的协同资源化利用，以赤泥作为铁氧化物库提供活性位点，污泥衍生生物炭构建多孔载体，为磷污染治理和资源回收提供了经济高效的解决方案。
针对磷资源短缺与水体富营养化治理的双重挑战，创新性地提出“以废治废”的可持续解决方案，即通过共热解赤泥和污泥制备赤泥改性污泥基生物炭（RMSBC）。设置不同的热解温度和原料比以调控其吸附效能，发现在热解温度为800 ℃、m（赤泥）/m（污泥）为3∶1条件下，生物炭对磷的最大吸附容量达到28.57 mg/g，较未改性生物炭（SBC）显著提升了350%。多表征手段分析表明：赤泥改性使其表面粗糙度和平均孔径增大，电负性降低，pHpzc从2.01上升到了3.37。吸附过程符合拟二级动力学和Langmuir模型，机理以静电引力和表面沉淀为主。分子动力学模拟进一步证实了Fe3O4的关键作用静电吸附、表面沉淀、物理吸附。材料经过5次循环后仍保持初始值61%的吸附容量，针对实际水样的磷去除率达83%。该研究实现了赤泥和污泥的协同资源化利用，以赤泥作为铁氧化物库提供活性位点，污泥衍生生物炭构建多孔载体，为磷污染治理和资源回收提供了经济高效的解决方案。
2026,
44(7):
191-198. doi: 10.13205/j.hjgc.202607019
摘要:
以餐厨垃圾为发酵底物，通过批式厌氧发酵实验，系统探究了添加生物炭对挥发性脂肪酸（VFAs）产量、生物气组成、发酵液理化性质及微生物群落结构的影响机制。结果表明：添加生物炭（1 g/L）可提升VFAs产量，总VFAs浓度达到2150 mg/L，较对照组提高30.2%，乙酸、丙酸和丁酸是主要的VFAs成分。在发酵体系中，生物炭展现出良好的pH缓冲作用，稳定了发酵环境；同时其多孔结构通过吸附发酵过程中的离子，导致电导率低于对照组。微生物群落分析显示，添加生物炭富集了Defluviitoga和norank_f__Family_XI属等关键产酸菌属，优化了微生物的群落结构，进而有利于有机酸的产生。综上所述，生物炭通过改善发酵微环境、增强系统缓冲能力及调控菌群组成，可有效促进餐厨垃圾厌氧发酵过程中VFAs的高效积累，为餐厨垃圾资源化处理提效提供理论支撑。
以餐厨垃圾为发酵底物，通过批式厌氧发酵实验，系统探究了添加生物炭对挥发性脂肪酸（VFAs）产量、生物气组成、发酵液理化性质及微生物群落结构的影响机制。结果表明：添加生物炭（1 g/L）可提升VFAs产量，总VFAs浓度达到2150 mg/L，较对照组提高30.2%，乙酸、丙酸和丁酸是主要的VFAs成分。在发酵体系中，生物炭展现出良好的pH缓冲作用，稳定了发酵环境；同时其多孔结构通过吸附发酵过程中的离子，导致电导率低于对照组。微生物群落分析显示，添加生物炭富集了Defluviitoga和norank_f__Family_XI属等关键产酸菌属，优化了微生物的群落结构，进而有利于有机酸的产生。综上所述，生物炭通过改善发酵微环境、增强系统缓冲能力及调控菌群组成，可有效促进餐厨垃圾厌氧发酵过程中VFAs的高效积累，为餐厨垃圾资源化处理提效提供理论支撑。
2026,
44(7):
199-211. doi: 10.13205/j.hjgc.202607020
摘要:
厨余垃圾与剩余污泥均为具有资源化潜力的城市废物，厌氧消化产甲烷是二者常见的资源化利用方式。针对厨余垃圾厌氧消化过程易酸化和剩余污泥厌氧消化甲烷产率低的问题，研究以厨余垃圾和剩余污泥为底物，在实验室利用半连续装置替代序批式装置进行厌氧共消化，模拟实际应用中的厌氧消化模式，并通过投加生物炭强化其厌氧共消化产甲烷效能。实验设物料配比m（厨余垃圾）∶m（剩余污泥）为4∶1（以挥发性固体计），考察不同生物炭添加量（0.5，1.0，2.5，5.0，10.0 g/L）下混合底物的厌氧共消化效能。结果表明：在添加2.5 g/L生物炭时，混合共消化组甲烷产量最高，系统运行结束时累计产气量与累计产甲烷量分别为17.53，11.63 L，相较于未添加生物炭的空白组分别提升42.10%和39.47%，与热水解污泥相比分别提升34.45%和43.30%；产甲烷迟滞期由（5.65±0.11） d缩短至（4.33±0.12） d；pH、溶解性化学需氧量（SCOD）及挥发性脂肪酸（VFAs）浓度均显示出良好的稳定状态，添加生物炭后反应稳定期的VFAs平均含量由1708 mg/L下降至1033 mg/L；在微生物群落结构方面，共消化组呈现最高的微生物多样性，具有直接种间电子传递作用的互养菌门和互养单胞菌属得到了富集，说明生物炭可能通过富集这类微生物来增强产甲烷能力。
厨余垃圾与剩余污泥均为具有资源化潜力的城市废物，厌氧消化产甲烷是二者常见的资源化利用方式。针对厨余垃圾厌氧消化过程易酸化和剩余污泥厌氧消化甲烷产率低的问题，研究以厨余垃圾和剩余污泥为底物，在实验室利用半连续装置替代序批式装置进行厌氧共消化，模拟实际应用中的厌氧消化模式，并通过投加生物炭强化其厌氧共消化产甲烷效能。实验设物料配比m（厨余垃圾）∶m（剩余污泥）为4∶1（以挥发性固体计），考察不同生物炭添加量（0.5，1.0，2.5，5.0，10.0 g/L）下混合底物的厌氧共消化效能。结果表明：在添加2.5 g/L生物炭时，混合共消化组甲烷产量最高，系统运行结束时累计产气量与累计产甲烷量分别为17.53，11.63 L，相较于未添加生物炭的空白组分别提升42.10%和39.47%，与热水解污泥相比分别提升34.45%和43.30%；产甲烷迟滞期由（5.65±0.11） d缩短至（4.33±0.12） d；pH、溶解性化学需氧量（SCOD）及挥发性脂肪酸（VFAs）浓度均显示出良好的稳定状态，添加生物炭后反应稳定期的VFAs平均含量由1708 mg/L下降至1033 mg/L；在微生物群落结构方面，共消化组呈现最高的微生物多样性，具有直接种间电子传递作用的互养菌门和互养单胞菌属得到了富集，说明生物炭可能通过富集这类微生物来增强产甲烷能力。
2026,
44(7):
212-221. doi: 10.13205/j.hjgc.202607021
摘要:
随着城镇污水处理规模的不断扩大，污泥产生量持续增加，其高效处理处置与资源化利用成为环境工程领域的重要研究方向。机器学习因能够从复杂运行数据中提取非线性特征，在污泥处理领域的预测与优化中具有强大应用潜力。围绕污泥脱水、污泥资源化利用（如厌氧消化）与污泥终端处置（如焚烧、填埋）等典型工艺，从数据集准备、算法选择与模型评估3个层面梳理了机器学习建模的一般流程及关键研究进展。比较分析了支持向量机（SVM）、随机森林（RF）、人工神经网络（ANN）及其他深度学习模型在不同污泥处理场景中的适用性与局限性：SVM在中小样本与高维数据条件下的表现更为稳定，RF通常具有较强泛化能力并可提供变量重要性线索，ANN及深度学习在大规模数据及典型时序或图像任务中更具优势，但对数据质量提出了更高要求。最后，从多源数据融合、模型可解释性以及机器学习与机理模型耦合等方面对未来研究方向进行展望，以期为污泥处理领域的智能化与精细化管理提供参考。
随着城镇污水处理规模的不断扩大，污泥产生量持续增加，其高效处理处置与资源化利用成为环境工程领域的重要研究方向。机器学习因能够从复杂运行数据中提取非线性特征，在污泥处理领域的预测与优化中具有强大应用潜力。围绕污泥脱水、污泥资源化利用（如厌氧消化）与污泥终端处置（如焚烧、填埋）等典型工艺，从数据集准备、算法选择与模型评估3个层面梳理了机器学习建模的一般流程及关键研究进展。比较分析了支持向量机（SVM）、随机森林（RF）、人工神经网络（ANN）及其他深度学习模型在不同污泥处理场景中的适用性与局限性：SVM在中小样本与高维数据条件下的表现更为稳定，RF通常具有较强泛化能力并可提供变量重要性线索，ANN及深度学习在大规模数据及典型时序或图像任务中更具优势，但对数据质量提出了更高要求。最后，从多源数据融合、模型可解释性以及机器学习与机理模型耦合等方面对未来研究方向进行展望，以期为污泥处理领域的智能化与精细化管理提供参考。
2026,
44(7):
222-232. doi: 10.13205/j.hjgc.202607022
摘要:
污泥厌氧消化是实现污水厂能源回收与污泥减量化的核心工艺，但其复杂的生物反应机制和多变量耦合特性给过程优化与稳定控制带来了持续挑战。传统机理模型虽机理清晰，却在处理动态工况和非线性关系时存在参数标定困难、适应性不足等局限。近年来，机器学习因其对复杂数据非线性关系的建模能力，在污泥消化领域受到广泛关注。系统梳理了机器学习在污泥厌氧消化产气性能预测、过程监测与预警、工艺参数优化等方面的主要应用。在产气预测领域，混合模型与深度学习方法实现了对甲烷产量的高精度预测；在过程监测方面，基于易测参数的软测量模型可实现对挥发性脂肪酸、总氨氮等关键指标的实时感知；在工艺优化层面，代理模型与优化算法的耦合为共消化配比和预处理条件提供了动态调控策略。此外，可解释性方法的引入为解决模型“黑箱”问题，增强模型工程可接受性提供了技术支撑，其与工艺参数动态优化深度融合，进而构建智能决策框架具有重要的工程价值。然而，已有研究从实验室向工程应用的转化仍面临数据质量、模型泛化及工程落地等多重制约因素。该文章旨在为污泥处理工艺的优化调控提供兼具预测能力与工程可信度的分析框架。
污泥厌氧消化是实现污水厂能源回收与污泥减量化的核心工艺，但其复杂的生物反应机制和多变量耦合特性给过程优化与稳定控制带来了持续挑战。传统机理模型虽机理清晰，却在处理动态工况和非线性关系时存在参数标定困难、适应性不足等局限。近年来，机器学习因其对复杂数据非线性关系的建模能力，在污泥消化领域受到广泛关注。系统梳理了机器学习在污泥厌氧消化产气性能预测、过程监测与预警、工艺参数优化等方面的主要应用。在产气预测领域，混合模型与深度学习方法实现了对甲烷产量的高精度预测；在过程监测方面，基于易测参数的软测量模型可实现对挥发性脂肪酸、总氨氮等关键指标的实时感知；在工艺优化层面，代理模型与优化算法的耦合为共消化配比和预处理条件提供了动态调控策略。此外，可解释性方法的引入为解决模型“黑箱”问题，增强模型工程可接受性提供了技术支撑，其与工艺参数动态优化深度融合，进而构建智能决策框架具有重要的工程价值。然而，已有研究从实验室向工程应用的转化仍面临数据质量、模型泛化及工程落地等多重制约因素。该文章旨在为污泥处理工艺的优化调控提供兼具预测能力与工程可信度的分析框架。
2026,
44(7):
233-241. doi: 10.13205/j.hjgc.202607023
摘要:
随着人口的快速增长和城市社会生活的迅猛发展，城市污泥（municipal sludge，MS）综合利用成为亟需解决的一大难题。MS中含有丰富的有机物和作物生长所必需的营养物质，将其作为土壤肥料应用于矿区矸石生态修复具有良好的应用前景。然而，从土壤微生物学角度开展MS施用对土壤健康和生态安全评价的研究鲜少。为此，通过盆栽试验，探究了MS和堆肥污泥（CMS）施用对矿区矸石土生态恢复的影响，并采用高通量测序技术分析了土壤微生物群落结构与多样性变化，最后利用网络分析和相关性热图阐明微生物学驱动机制。结果表明：MS、CMS施用后，有机质含量从20.38 g/kg（三级）提升至38.52 g/kg（二级），速效氮、速效磷、速效钾分别从四级、六级和二级水平，提升至一级、四级和一级水平，黑麦草鲜重、地上高度、根长和茎粗均显著提升。Venn和Heatmap分析表明，较低施用量（<1.5 kg/m2）有助于提高微生物种群的丰富度和多样性。研究证实，MS可作为有效的矸石土改良剂，建议在实际矿区生态修复中控制施用量在1.5 kg/m2以内，并重点关注重金属与盐分的长期动态，以实现安全与可持续的土地再利用。
随着人口的快速增长和城市社会生活的迅猛发展，城市污泥（municipal sludge，MS）综合利用成为亟需解决的一大难题。MS中含有丰富的有机物和作物生长所必需的营养物质，将其作为土壤肥料应用于矿区矸石生态修复具有良好的应用前景。然而，从土壤微生物学角度开展MS施用对土壤健康和生态安全评价的研究鲜少。为此，通过盆栽试验，探究了MS和堆肥污泥（CMS）施用对矿区矸石土生态恢复的影响，并采用高通量测序技术分析了土壤微生物群落结构与多样性变化，最后利用网络分析和相关性热图阐明微生物学驱动机制。结果表明：MS、CMS施用后，有机质含量从20.38 g/kg（三级）提升至38.52 g/kg（二级），速效氮、速效磷、速效钾分别从四级、六级和二级水平，提升至一级、四级和一级水平，黑麦草鲜重、地上高度、根长和茎粗均显著提升。Venn和Heatmap分析表明，较低施用量（<1.5 kg/m2）有助于提高微生物种群的丰富度和多样性。研究证实，MS可作为有效的矸石土改良剂，建议在实际矿区生态修复中控制施用量在1.5 kg/m2以内，并重点关注重金属与盐分的长期动态，以实现安全与可持续的土地再利用。
2026,
44(7):
242-250. doi: 10.13205/j.hjgc.202607024
摘要:
研究以佛山市某净水厂的剩余污泥为对象，系统探讨了溶菌酶、淀粉酶和蛋白酶单一及复合调理对污泥脱水性能与滤液碳源回收的影响。结果表明，溶菌酶对污泥脱水性能具有显著提升作用，可同步降低污泥比阻（SRF）、毛细吸水时间（CST）和泥饼含水率（Wc），而淀粉酶和蛋白酶虽能降低Wc，却导致SRF和CST升高，污泥过滤性能恶化。复合酶调理中，溶菌酶与蛋白酶协同作用效果更优，异步投加策略（先蛋白酶/淀粉酶后溶菌酶）在降低Wc方面表现最佳，同步投加策略则在改善SRF和CST方面更有效。机理分析表明，3种酶调理均会造成污泥粒径减小，溶菌酶主要通过靶向溶胞破壁，释放胞内物质，降低黏度并增强污泥疏水性；而淀粉酶和蛋白酶则主要破坏EPS结构，导致大量蛋白和多糖释放至S-EPS，增加黏度和亲水性。3种酶调理均能有效促进碳源释放，提高滤液SCOD，并将难降解的腐殖酸类有机物转化为易生物利用的色氨酸类和酪氨酸类物质。
研究以佛山市某净水厂的剩余污泥为对象，系统探讨了溶菌酶、淀粉酶和蛋白酶单一及复合调理对污泥脱水性能与滤液碳源回收的影响。结果表明，溶菌酶对污泥脱水性能具有显著提升作用，可同步降低污泥比阻（SRF）、毛细吸水时间（CST）和泥饼含水率（Wc），而淀粉酶和蛋白酶虽能降低Wc，却导致SRF和CST升高，污泥过滤性能恶化。复合酶调理中，溶菌酶与蛋白酶协同作用效果更优，异步投加策略（先蛋白酶/淀粉酶后溶菌酶）在降低Wc方面表现最佳，同步投加策略则在改善SRF和CST方面更有效。机理分析表明，3种酶调理均会造成污泥粒径减小，溶菌酶主要通过靶向溶胞破壁，释放胞内物质，降低黏度并增强污泥疏水性；而淀粉酶和蛋白酶则主要破坏EPS结构，导致大量蛋白和多糖释放至S-EPS，增加黏度和亲水性。3种酶调理均能有效促进碳源释放，提高滤液SCOD，并将难降解的腐殖酸类有机物转化为易生物利用的色氨酸类和酪氨酸类物质。
2026,
44(7):
251-260. doi: 10.13205/j.hjgc.202607025
摘要:
第四系全新统冲洪积层因土壤渗透系数高、地表水-地下水交互作用强烈，填埋场污染物迁移速度更快，范围更广。为探究生活垃圾填埋场对该地层水土环境的污染特性，以西南某生活垃圾填埋场为例，综合采用内梅罗指数法、潜在生态风险指数法等分析方法，系统分析地下水和土壤的污染特征以及有机物和重金属的空间分布。结果表明：地下水呈重度污染水平（PI>3），菌落总数、氨氮及总大肠菌群最大超标倍数分别为36，9.5，8倍，污染组分与渗滤液特征高度吻合；土壤中6种重金属（Cu、Pb、Cd、Ni、Hg、As）的含量均低于GB 36600—2018《土壤环境质量 建设用地土壤污染风险管控标准（试行）》第二类用地筛选值，内梅罗指数（PI<0.7）与潜在生态风险指数（RI<150）结果表明土壤环境安全。土壤溶解性有机物（dissolved organic matter，DOM ）以类腐殖酸（22.9%~34.9%）和类富里酸（22.4%~27.5%）为主，荧光强度随深度呈指数衰减趋势；Cu、Pb、As、Hg、Ni的赋存形态均以残渣态为主（52.33%~90.32%），但Cd活性形态（可交换态+铁锰氧化态）占比超过70%，存在较大的迁移风险；重金属水平分布呈现区域特异性，高值区主要集中在筛分垃圾和土壤堆放区；垂向分布中Cu、Cd呈现表层富集特征，As、Hg、Pb和Ni则在地下水波动带处富集。可见，冲洪积层地下水容易受到垃圾渗滤液的污染，土壤中重金属污染不显著，在含水层中赋存水平较低，但容易在水土界面富集；建议在填埋场修复过程中重视垃圾开挖堆放区的防渗，以及地下水波动带的阻隔和修复措施，防止土壤和地下水的二次污染。
第四系全新统冲洪积层因土壤渗透系数高、地表水-地下水交互作用强烈，填埋场污染物迁移速度更快，范围更广。为探究生活垃圾填埋场对该地层水土环境的污染特性，以西南某生活垃圾填埋场为例，综合采用内梅罗指数法、潜在生态风险指数法等分析方法，系统分析地下水和土壤的污染特征以及有机物和重金属的空间分布。结果表明：地下水呈重度污染水平（PI>3），菌落总数、氨氮及总大肠菌群最大超标倍数分别为36，9.5，8倍，污染组分与渗滤液特征高度吻合；土壤中6种重金属（Cu、Pb、Cd、Ni、Hg、As）的含量均低于GB 36600—2018《土壤环境质量 建设用地土壤污染风险管控标准（试行）》第二类用地筛选值，内梅罗指数（PI<0.7）与潜在生态风险指数（RI<150）结果表明土壤环境安全。土壤溶解性有机物（dissolved organic matter，DOM ）以类腐殖酸（22.9%~34.9%）和类富里酸（22.4%~27.5%）为主，荧光强度随深度呈指数衰减趋势；Cu、Pb、As、Hg、Ni的赋存形态均以残渣态为主（52.33%~90.32%），但Cd活性形态（可交换态+铁锰氧化态）占比超过70%，存在较大的迁移风险；重金属水平分布呈现区域特异性，高值区主要集中在筛分垃圾和土壤堆放区；垂向分布中Cu、Cd呈现表层富集特征，As、Hg、Pb和Ni则在地下水波动带处富集。可见，冲洪积层地下水容易受到垃圾渗滤液的污染，土壤中重金属污染不显著，在含水层中赋存水平较低，但容易在水土界面富集；建议在填埋场修复过程中重视垃圾开挖堆放区的防渗，以及地下水波动带的阻隔和修复措施，防止土壤和地下水的二次污染。
