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2020年 第38卷 第3期
2020, 38(3): 1-8.
doi: 10.13205/j.hjgc.202003001
摘要:
随着"无废城市"建设试点的确立，建筑垃圾的减量化和资源化利用成为工作重心。建筑垃圾可分为工程渣土、工程泥浆、工程垃圾、拆除垃圾和装修垃圾。重点介绍了国内建筑工程垃圾的组成与规模以及减量化策略与技术，并在建筑工程从设计到施工的建设全周期角度上，根据相关类似的评价标准创新性地提出了建筑工程垃圾的减量化评价标准。该评价标准可为未来行业标准的确立提供建议，助推"无废城市"试点建设。
随着"无废城市"建设试点的确立，建筑垃圾的减量化和资源化利用成为工作重心。建筑垃圾可分为工程渣土、工程泥浆、工程垃圾、拆除垃圾和装修垃圾。重点介绍了国内建筑工程垃圾的组成与规模以及减量化策略与技术，并在建筑工程从设计到施工的建设全周期角度上，根据相关类似的评价标准创新性地提出了建筑工程垃圾的减量化评价标准。该评价标准可为未来行业标准的确立提供建议，助推"无废城市"试点建设。
2020, 38(3): 9-14,38.
doi: 10.13205/j.hjgc.202003002
摘要:
以浙江省宁波市地下管廊施工为研究对象，通过现场调研和建筑施工进度跟踪，建立了工程渣土、废弃混凝土、工程泥浆3种建筑垃圾的定量预测模型。结果表明：预计产生程渣土为83891.21 m3、废弃混凝土为4837.34 m3、工程泥浆为11435.27 m3。与真实值相比，模型的相对误差分别为8.6%，4.9%，3.5%，均低于20%，可认为三类建筑垃圾预测模型的建立有效。
以浙江省宁波市地下管廊施工为研究对象，通过现场调研和建筑施工进度跟踪，建立了工程渣土、废弃混凝土、工程泥浆3种建筑垃圾的定量预测模型。结果表明：预计产生程渣土为83891.21 m3、废弃混凝土为4837.34 m3、工程泥浆为11435.27 m3。与真实值相比，模型的相对误差分别为8.6%，4.9%，3.5%，均低于20%，可认为三类建筑垃圾预测模型的建立有效。
2020, 38(3): 15-21.
doi: 10.13205/j.hjgc.202003003
摘要:
建筑垃圾的产量预测与时空特征分析是制定城市建筑垃圾资源化管理方案的重要参考依据。界定了建筑垃圾的定义与分类，提出基于情景分析的单位建筑面积建筑垃圾产量预测方法，并以南京市江北新区直管区为例，采集控制性详细规划、倾斜摄影地图、地形图、百度全景地图、年度在建施工项目与征收项目清单等基础资料，对江北新区直管区近期（2018年）与远期（2019—2030年）的拆建垃圾产量进行估算与分析；同时借助ArcGIS技术，采用核密度分析实现拆建垃圾空间分布的可视化与特征分析，为后续建筑垃圾资源化处置方案设计提供基础数据与决策依据。
建筑垃圾的产量预测与时空特征分析是制定城市建筑垃圾资源化管理方案的重要参考依据。界定了建筑垃圾的定义与分类，提出基于情景分析的单位建筑面积建筑垃圾产量预测方法，并以南京市江北新区直管区为例，采集控制性详细规划、倾斜摄影地图、地形图、百度全景地图、年度在建施工项目与征收项目清单等基础资料，对江北新区直管区近期（2018年）与远期（2019—2030年）的拆建垃圾产量进行估算与分析；同时借助ArcGIS技术，采用核密度分析实现拆建垃圾空间分布的可视化与特征分析，为后续建筑垃圾资源化处置方案设计提供基础数据与决策依据。
2020, 38(3): 22-26.
doi: 10.13205/j.hjgc.202003004
摘要:
我国工程渣土产生量大、综合利用率低，成为城市发展过程中亟待解决的重要环境问题，对其资源化利用是未来的发展趋势。文章提出了工程渣土资源化处理处置模式，为其资源化处理提供系统的可行方向。结合城市建设进程和不同的盾构施工技术，选取长沙市地铁施工产生的渣土为研究对象，通过取样及污染分析，确定了工程渣土污染成分并对盾构渣土的资源化提出基本方向。另外，提出了建筑垃圾再生砂石骨料的生产流程；分析了盾构泥饼中各元素含量，探究了渣土烧制陶粒的可行性及需要的条件；提出了泥饼制砖的两种方法、泥饼再利用为种植土的方法。同时，以长沙市地铁建设产生的工程渣土为背景，预测砂石的产生量及经济价值分析，盾构泥饼资源化利用后产生的经济价值。
我国工程渣土产生量大、综合利用率低，成为城市发展过程中亟待解决的重要环境问题，对其资源化利用是未来的发展趋势。文章提出了工程渣土资源化处理处置模式，为其资源化处理提供系统的可行方向。结合城市建设进程和不同的盾构施工技术，选取长沙市地铁施工产生的渣土为研究对象，通过取样及污染分析，确定了工程渣土污染成分并对盾构渣土的资源化提出基本方向。另外，提出了建筑垃圾再生砂石骨料的生产流程；分析了盾构泥饼中各元素含量，探究了渣土烧制陶粒的可行性及需要的条件；提出了泥饼制砖的两种方法、泥饼再利用为种植土的方法。同时，以长沙市地铁建设产生的工程渣土为背景，预测砂石的产生量及经济价值分析，盾构泥饼资源化利用后产生的经济价值。
2020, 38(3): 27-32.
doi: 10.13205/j.hjgc.202003005
摘要:
分别列举国内外工程泥浆、工程渣土和装修垃圾相关专利和标准，对已实行的部分标准、专利进行分析，进一步明确我国建筑垃圾管控的弊端，提出在专利创新方面改进、合理管控的建议和依据。指出建筑垃圾标准规范制定、理论与技术创新是今后行业发展的主要任务。
分别列举国内外工程泥浆、工程渣土和装修垃圾相关专利和标准，对已实行的部分标准、专利进行分析，进一步明确我国建筑垃圾管控的弊端，提出在专利创新方面改进、合理管控的建议和依据。指出建筑垃圾标准规范制定、理论与技术创新是今后行业发展的主要任务。
2020, 38(3): 33-38.
doi: 10.13205/j.hjgc.202003006
摘要:
以北京某建筑垃圾堆放场为研究对象，通过在建筑垃圾堆放场2.5 km范围内放射式布点，于2019年4月对降尘进行监测，探究了建筑垃圾堆放对环境空气中降尘的影响。结果表明：监测范围内降尘量普遍高于北京市同期降尘月平均水平。建筑垃圾堆≤150 m范围内降尘量最高，平均值为75.09 t/（km2·30 d）；随着与建筑垃圾堆距离的增大，150~500 m范围内降尘量数值仍偏高，但有明显的下降趋势，平均值为32.53 t/（km2·30 d）；在距离>500 m后，降尘量数值变化趋于平缓。建筑垃圾对降尘的主要影响范围在半径500 m内，受主导风向控制，建筑垃圾堆东北部受影响明显较大。
以北京某建筑垃圾堆放场为研究对象，通过在建筑垃圾堆放场2.5 km范围内放射式布点，于2019年4月对降尘进行监测，探究了建筑垃圾堆放对环境空气中降尘的影响。结果表明：监测范围内降尘量普遍高于北京市同期降尘月平均水平。建筑垃圾堆≤150 m范围内降尘量最高，平均值为75.09 t/（km2·30 d）；随着与建筑垃圾堆距离的增大，150~500 m范围内降尘量数值仍偏高，但有明显的下降趋势，平均值为32.53 t/（km2·30 d）；在距离>500 m后，降尘量数值变化趋于平缓。建筑垃圾对降尘的主要影响范围在半径500 m内，受主导风向控制，建筑垃圾堆东北部受影响明显较大。
2020, 38(3): 39-45,8.
doi: 10.13205/j.hjgc.202003007
摘要:
为更好地解决手工制作的建筑垃圾堆放点样本集效率低、数据量少，难以支撑基于深度学习的遥感图像目标检测算法训练需求的问题，采用基于像素的遥感分类方法构建建筑垃圾堆放点样本集，在此基础上结合直方图均衡化，CS-LBP算子约束以及迁移学习的方法对Wasserstein生成对抗模型（WGAN）进行优化，实现了样本集扩充。研究结果表明：相对于纯手工制作的样本集，基于像素的遥感分类方法可以显著提升样本集制作的效率；同时，经过WGAN优化后，生成样本模拟了原始数据的颜色与纹理特征分布规律，增加了原始数据的多样性，满足了扩充样本集的需求。
为更好地解决手工制作的建筑垃圾堆放点样本集效率低、数据量少，难以支撑基于深度学习的遥感图像目标检测算法训练需求的问题，采用基于像素的遥感分类方法构建建筑垃圾堆放点样本集，在此基础上结合直方图均衡化，CS-LBP算子约束以及迁移学习的方法对Wasserstein生成对抗模型（WGAN）进行优化，实现了样本集扩充。研究结果表明：相对于纯手工制作的样本集，基于像素的遥感分类方法可以显著提升样本集制作的效率；同时，经过WGAN优化后，生成样本模拟了原始数据的颜色与纹理特征分布规律，增加了原始数据的多样性，满足了扩充样本集的需求。
2020, 38(3): 46-50.
doi: 10.13205/j.hjgc.202003008
摘要:
近年来，我国建筑垃圾产量不断增加，全国600多座大中城市中有70%被垃圾所包围，其中建筑垃圾贡献率达到40%，而相比于部分发达国家，我国尚缺少针对于建筑垃圾的全过程实时监测与智能管控手段。将"BIM+GIS"技术引入建筑垃圾监管领域，并基于此技术建立建筑垃圾实时监测与智能管控信息管理平台，可实现对建筑垃圾的精准管控。
近年来，我国建筑垃圾产量不断增加，全国600多座大中城市中有70%被垃圾所包围，其中建筑垃圾贡献率达到40%，而相比于部分发达国家，我国尚缺少针对于建筑垃圾的全过程实时监测与智能管控手段。将"BIM+GIS"技术引入建筑垃圾监管领域，并基于此技术建立建筑垃圾实时监测与智能管控信息管理平台，可实现对建筑垃圾的精准管控。
2020, 38(3): 51-57,109.
doi: 10.13205/j.hjgc.202003009
摘要:
由于污水中的有机物含量显著高于海水，因此污水再生处理反渗透（RO）系统面临比海水淡化RO系统更加严重的污堵问题。为了有效预测和控制RO膜的污堵，需要对RO系统进水污堵潜势进行全面评价。从颗粒物/胶体污堵、无机结垢、有机污堵和生物污堵4个方面，分析了目前RO系统理论研究和工程实践中常用的进水污堵潜势评价方法和指标体系的特点。针对颗粒物/胶体污堵和无机结垢，实际工程中的潜势评价与控制方法已经相对成熟。然而，目前污水再生处理RO系统的工程设计中尚无针对有机污堵和生物污堵的指标。现有研究表明，在污水再生处理RO系统中，当进水ρ（DOC）<4 mg/L时，RO膜的污堵速率显著降低，可将该数值作为RO系统进水水质设计的参考。除有机物总量外，还应综合考虑有机物分子量和亲疏水性-酸碱性等组分特性，大分子、疏水中性和酸性物质更容易沉积于RO膜面导致污堵。在生物污堵方面，现有的针对进水生物量和生物膜生长速率（BFR）的指标均不能有效反映进水的生物污堵潜势，因此，生物污堵的预防和控制，仍是未来RO系统污堵防控领域的研究重点。
由于污水中的有机物含量显著高于海水，因此污水再生处理反渗透（RO）系统面临比海水淡化RO系统更加严重的污堵问题。为了有效预测和控制RO膜的污堵，需要对RO系统进水污堵潜势进行全面评价。从颗粒物/胶体污堵、无机结垢、有机污堵和生物污堵4个方面，分析了目前RO系统理论研究和工程实践中常用的进水污堵潜势评价方法和指标体系的特点。针对颗粒物/胶体污堵和无机结垢，实际工程中的潜势评价与控制方法已经相对成熟。然而，目前污水再生处理RO系统的工程设计中尚无针对有机污堵和生物污堵的指标。现有研究表明，在污水再生处理RO系统中，当进水ρ（DOC）<4 mg/L时，RO膜的污堵速率显著降低，可将该数值作为RO系统进水水质设计的参考。除有机物总量外，还应综合考虑有机物分子量和亲疏水性-酸碱性等组分特性，大分子、疏水中性和酸性物质更容易沉积于RO膜面导致污堵。在生物污堵方面，现有的针对进水生物量和生物膜生长速率（BFR）的指标均不能有效反映进水的生物污堵潜势，因此，生物污堵的预防和控制，仍是未来RO系统污堵防控领域的研究重点。
2020, 38(3): 58-62,50.
doi: 10.13205/j.hjgc.202003010
摘要:
为了探讨新疆干旱寒冷地区城市污水厂活性污泥的菌群结构特征，采用高通量测序技术对北疆5座城市污水厂活性污泥进行菌群分析。结果表明：5座污水厂基本可以达到各自的设计出水标准，其中3座污水厂运行中出现了污泥丝状膨胀。变形菌门（Proteobacteria）、拟杆菌门（Bacteroidetes）和绿弯菌门（Chloroflexi）是活性污泥的优势细菌门，相对丰度分别为30.65%~43.12%、21.15%~33.64%和5.02%~14.36%。放线菌门（Actinobacteria）在沉降性能良好的污泥中相对丰度为2.97%~6.17%，而在丝状膨胀污泥中相对丰度达到11.69%~15.64%。季节性膨胀污泥中微丝菌属（Microthrix）和黄杆菌属（Flavobacterium）相对丰度呈现出季节性变化，常年膨胀的污泥中腐螺旋菌属（Saprospiraceae_norank）为优势细菌属，相对丰度达到17.48%~18.30%。子囊菌门（Ascomycota）是丝状污泥膨胀中的优势真菌门，相对丰度达到56.60%~72.68%。研究结果可对干旱寒冷地区污水厂运行调控提供理论支撑。
为了探讨新疆干旱寒冷地区城市污水厂活性污泥的菌群结构特征，采用高通量测序技术对北疆5座城市污水厂活性污泥进行菌群分析。结果表明：5座污水厂基本可以达到各自的设计出水标准，其中3座污水厂运行中出现了污泥丝状膨胀。变形菌门（Proteobacteria）、拟杆菌门（Bacteroidetes）和绿弯菌门（Chloroflexi）是活性污泥的优势细菌门，相对丰度分别为30.65%~43.12%、21.15%~33.64%和5.02%~14.36%。放线菌门（Actinobacteria）在沉降性能良好的污泥中相对丰度为2.97%~6.17%，而在丝状膨胀污泥中相对丰度达到11.69%~15.64%。季节性膨胀污泥中微丝菌属（Microthrix）和黄杆菌属（Flavobacterium）相对丰度呈现出季节性变化，常年膨胀的污泥中腐螺旋菌属（Saprospiraceae_norank）为优势细菌属，相对丰度达到17.48%~18.30%。子囊菌门（Ascomycota）是丝状污泥膨胀中的优势真菌门，相对丰度达到56.60%~72.68%。研究结果可对干旱寒冷地区污水厂运行调控提供理论支撑。
2020, 38(3): 63-68,167.
doi: 10.13205/j.hjgc.202003011
摘要:
采用ABR-MBR耦合工艺，调控MBR以好氧硝化运行，考察耦合工艺稳定运行状态下的除碳及反硝化除磷的去除效果及其影响因素，并分析了该耦合条件下的除磷机理。结果表明：在容积负荷为0.9kg/（m3·d）及硝化液回流比为200%的情况下，耦合工艺对COD、总氮、磷酸盐的去除率分别为90%、70%和67%，反硝化除磷率随硝化液回流比增大呈现出先增大后减小的趋势，但随着系统容积负荷的增加，ABR的第3格室出现了亚硝积累的情况，影响了反硝化除磷效果，运行过程中ABR逐渐形成的颗粒污泥也对耦合系统的除磷具有积极作用。
采用ABR-MBR耦合工艺，调控MBR以好氧硝化运行，考察耦合工艺稳定运行状态下的除碳及反硝化除磷的去除效果及其影响因素，并分析了该耦合条件下的除磷机理。结果表明：在容积负荷为0.9kg/（m3·d）及硝化液回流比为200%的情况下，耦合工艺对COD、总氮、磷酸盐的去除率分别为90%、70%和67%，反硝化除磷率随硝化液回流比增大呈现出先增大后减小的趋势，但随着系统容积负荷的增加，ABR的第3格室出现了亚硝积累的情况，影响了反硝化除磷效果，运行过程中ABR逐渐形成的颗粒污泥也对耦合系统的除磷具有积极作用。
2020, 38(3): 69-75.
doi: 10.13205/j.hjgc.202003012
摘要:
膜生物反应器因其在工业废水处理领域的技术优势已引起人们的广泛关注。但由于工业水体中繁杂污染物形成的复杂膜污染，以及对应高能耗的运行模式，制约了MBR在工业废水处理中的应用。因此，从MBR的污染机制和防控方法角度，综述了近年来国内外关于MBR膜污染形成的影响因素以及相关污染机制。并在污染机制的基础上，探讨了对应的防控方法，重点阐述了改善活性污泥性质促进膜污染防控的相关研究。
膜生物反应器因其在工业废水处理领域的技术优势已引起人们的广泛关注。但由于工业水体中繁杂污染物形成的复杂膜污染，以及对应高能耗的运行模式，制约了MBR在工业废水处理中的应用。因此，从MBR的污染机制和防控方法角度，综述了近年来国内外关于MBR膜污染形成的影响因素以及相关污染机制。并在污染机制的基础上，探讨了对应的防控方法，重点阐述了改善活性污泥性质促进膜污染防控的相关研究。
2020, 38(3): 76-81,26.
doi: 10.13205/j.hjgc.202003013
摘要:
以城市污水处理厂倒置A2/O工艺为研究对象，介绍了工艺基本情况、主要工艺设计参数及技术特点。对2017—2018年污水处理厂出水的水质进行分析，结果表明：倒置A2/O工艺可有效去除COD及BOD5，脱氮除磷功能显著。并提出了碳源投加点位、污泥外回流比及曝气池末端DO的优化控制方案。夏、秋季节，控制污泥外回流比为60%~75%、硝化液回流比为100%~150%、曝气池末端ρ（DO）为1.5~3.0 mg/L；冬、春季节控制污泥外回流比为120%~150%、硝化液回流比为200%~250%、曝气池末端ρ（DO）为3.0~5.0 mg/L，可获得较好的污染物去除效果。污水出水ρ（COD）均值为26.1 mg/L，去除率为90.4%；出水ρ（TN）均值为7.69 mg/L，去除率为78.1%；出水ρ（NH4+-N）均值为0.445 mg/L，去除率为98.3%。通过改变除磷药剂投加点位及建设药剂自动化投加系统的方式优化除磷，实际投加量为2.5 t/d，节省了药剂费用，出水ρ（TP）均值为0.194 mg/L，去除率为96.7%。
以城市污水处理厂倒置A2/O工艺为研究对象，介绍了工艺基本情况、主要工艺设计参数及技术特点。对2017—2018年污水处理厂出水的水质进行分析，结果表明：倒置A2/O工艺可有效去除COD及BOD5，脱氮除磷功能显著。并提出了碳源投加点位、污泥外回流比及曝气池末端DO的优化控制方案。夏、秋季节，控制污泥外回流比为60%~75%、硝化液回流比为100%~150%、曝气池末端ρ（DO）为1.5~3.0 mg/L；冬、春季节控制污泥外回流比为120%~150%、硝化液回流比为200%~250%、曝气池末端ρ（DO）为3.0~5.0 mg/L，可获得较好的污染物去除效果。污水出水ρ（COD）均值为26.1 mg/L，去除率为90.4%；出水ρ（TN）均值为7.69 mg/L，去除率为78.1%；出水ρ（NH4+-N）均值为0.445 mg/L，去除率为98.3%。通过改变除磷药剂投加点位及建设药剂自动化投加系统的方式优化除磷，实际投加量为2.5 t/d，节省了药剂费用，出水ρ（TP）均值为0.194 mg/L，去除率为96.7%。
2020, 38(3): 82-86,141.
doi: 10.13205/j.hjgc.202003014
摘要:
为探究不同条件的回流底泥对絮凝强化的影响，采用智能光谱散射分析仪（IPDA）对絮凝过程进行连续监测。通过分析出水浊度和絮体生长曲线，考察了底泥投加量、存放时间和底泥pH对底泥强化作用的影响。结果表明：底泥投加量对于絮体生长FI值（絮凝指数）影响不大，回流单倍底泥时，出水浊度降至1.3 NTU，较常规絮凝下降38%；底泥存放时间越长，絮体生长FI值越小，存放时间<3 d的底泥可保证出水浊度维持在2.0以下；底泥pH为3.0时，出水浊度低至1.2 NTU，酸处理后的底泥，其絮体生长变化曲线不稳定，FI值呈明显震荡波动趋势。回流单倍底泥时，底泥能够强化絮凝的去浊能力，絮体颗粒保持较大尺寸。底泥形成24 h内回流，絮体颗粒之间产生的相互作用力最大，能保持底泥的最大活性。过高或过低的底泥pH导致絮凝效果变差，最适宜的底泥pH为3.0左右。
为探究不同条件的回流底泥对絮凝强化的影响，采用智能光谱散射分析仪（IPDA）对絮凝过程进行连续监测。通过分析出水浊度和絮体生长曲线，考察了底泥投加量、存放时间和底泥pH对底泥强化作用的影响。结果表明：底泥投加量对于絮体生长FI值（絮凝指数）影响不大，回流单倍底泥时，出水浊度降至1.3 NTU，较常规絮凝下降38%；底泥存放时间越长，絮体生长FI值越小，存放时间<3 d的底泥可保证出水浊度维持在2.0以下；底泥pH为3.0时，出水浊度低至1.2 NTU，酸处理后的底泥，其絮体生长变化曲线不稳定，FI值呈明显震荡波动趋势。回流单倍底泥时，底泥能够强化絮凝的去浊能力，絮体颗粒保持较大尺寸。底泥形成24 h内回流，絮体颗粒之间产生的相互作用力最大，能保持底泥的最大活性。过高或过低的底泥pH导致絮凝效果变差，最适宜的底泥pH为3.0左右。
2020, 38(3): 87-91.
doi: 10.13205/j.hjgc.202003015
摘要:
为解决中国西部农村生活污水的面源污染问题，采用吸附动力学和热力学试验，测定了6种天然和非天然潜流湿地填料吸附水中PO43--P的特性。结果表明：填料的吸附平衡时间均为24 h；对PO43--P的动力学吸附过程符合Elovich模型；温度为15~35℃时，砾石、混凝土、红砖、瓷砖和生物炭对PO43--P的平衡浓度为40 mg/L；砾石和生物炭对PO43--P的吸附过程符合Langmuir模型；混凝土、瓷砖、红砖和无烟煤对PO43--P的吸附过程符合Freundlich模型；吸附过程主要以物理吸附为主且吸热，PO43--P在填料中的吸附为焓推动作用，均不属于自发过程；在24 h时，混凝土对PO43--P的去除率为73.45%；因此，混凝土对PO43--P吸附效果最佳，更适宜作湿地填料。
为解决中国西部农村生活污水的面源污染问题，采用吸附动力学和热力学试验，测定了6种天然和非天然潜流湿地填料吸附水中PO43--P的特性。结果表明：填料的吸附平衡时间均为24 h；对PO43--P的动力学吸附过程符合Elovich模型；温度为15~35℃时，砾石、混凝土、红砖、瓷砖和生物炭对PO43--P的平衡浓度为40 mg/L；砾石和生物炭对PO43--P的吸附过程符合Langmuir模型；混凝土、瓷砖、红砖和无烟煤对PO43--P的吸附过程符合Freundlich模型；吸附过程主要以物理吸附为主且吸热，PO43--P在填料中的吸附为焓推动作用，均不属于自发过程；在24 h时，混凝土对PO43--P的去除率为73.45%；因此，混凝土对PO43--P吸附效果最佳，更适宜作湿地填料。
2020, 38(3): 92-98,115.
doi: 10.13205/j.hjgc.202003016
摘要:
城镇污水处理厂尾水作为城市受纳水体的潜在污染源，对城市水环境的影响不容忽视。在当前面临水环境治理挑战的前提下，对污水处理厂尾水排入城市水体后造成的影响进行系统性研究，对改善尾水排放对受纳水体的作用具有重要意义。文章介绍了我国污水处理厂尾水和城市水环境的现状，综述了国内外污水处理厂尾水排放对城市水环境影响的研究，主要介绍了尾水排放对下游水体营养盐负荷和底栖微生物群落及功能菌的影响，以及水质水动力模型在该研究方向的应用，并根据国内外该领域的研究现状提出了后续需要进行深入研究的方向。
城镇污水处理厂尾水作为城市受纳水体的潜在污染源，对城市水环境的影响不容忽视。在当前面临水环境治理挑战的前提下，对污水处理厂尾水排入城市水体后造成的影响进行系统性研究，对改善尾水排放对受纳水体的作用具有重要意义。文章介绍了我国污水处理厂尾水和城市水环境的现状，综述了国内外污水处理厂尾水排放对城市水环境影响的研究，主要介绍了尾水排放对下游水体营养盐负荷和底栖微生物群落及功能菌的影响，以及水质水动力模型在该研究方向的应用，并根据国内外该领域的研究现状提出了后续需要进行深入研究的方向。
2020, 38(3): 99-104,179.
doi: 10.13205/j.hjgc.202003017
摘要:
随着计算机技术的发展，数值模拟在污水生物处理工艺设计、水处理设备结构优化等领域中已得到广泛应用。介绍了数值模拟技术常用的计算方法，对活性污泥法、MBR、厌氧消化等污水生物处理领域中的数值模拟研究进展进行了总结评述，讨论了模拟仿真过程中模型选择、简化假设、预测控制等关键问题。目前数值模拟在污水生物处理领域得出的多是导向性结论，将模拟与实验结合可以提升研究效率，更好地解决工程问题。
随着计算机技术的发展，数值模拟在污水生物处理工艺设计、水处理设备结构优化等领域中已得到广泛应用。介绍了数值模拟技术常用的计算方法，对活性污泥法、MBR、厌氧消化等污水生物处理领域中的数值模拟研究进展进行了总结评述，讨论了模拟仿真过程中模型选择、简化假设、预测控制等关键问题。目前数值模拟在污水生物处理领域得出的多是导向性结论，将模拟与实验结合可以提升研究效率，更好地解决工程问题。
2020, 38(3): 105-109.
doi: 10.13205/j.hjgc.202003018
摘要:
针对南海区广佛跨界区域的水系分布特点划分控制单元，通过对2018年区域内治水工程的调研分析，定量分析治水工程效果。跨界区域各控制单元中，水口水道的COD和NH3-N削减量最大，占比分别为42.9%和62.9%；西南涌的TP削减量最大，占比为60.1%；按行政区划分析大沥镇对COD和NH3-N的削减贡献最大，占比分别为29.8%和35.4%；狮山镇对TP的削减贡献最大，占比为62.9%。通过建立污染物削减量与水质指标的响应关系，对控制单元合理性进行分析，并提出相应的污染防治对策，可为管理部门制定水污染防治计划及环境整治工程提供技术支持。
针对南海区广佛跨界区域的水系分布特点划分控制单元，通过对2018年区域内治水工程的调研分析，定量分析治水工程效果。跨界区域各控制单元中，水口水道的COD和NH3-N削减量最大，占比分别为42.9%和62.9%；西南涌的TP削减量最大，占比为60.1%；按行政区划分析大沥镇对COD和NH3-N的削减贡献最大，占比分别为29.8%和35.4%；狮山镇对TP的削减贡献最大，占比为62.9%。通过建立污染物削减量与水质指标的响应关系，对控制单元合理性进行分析，并提出相应的污染防治对策，可为管理部门制定水污染防治计划及环境整治工程提供技术支持。
2020, 38(3): 110-115.
doi: 10.13205/j.hjgc.202003019
摘要:
为实现油页岩废水的高效化处理，并满足节能减排和清洁生产的发展要求，国内外对不同处理方法进行了深入研究，形成了多种处理工艺。综述了国内外油页岩炼油废水处理技术现状，重点介绍了膜吸收法、缺氧/好氧-膜生物反应器、高级氧化法、序批式活性污泥法对干馏废水的处理效果，并阐述了热点工艺的发展方向，以期为油页岩干熘废水处理技术的研究提供参考。
为实现油页岩废水的高效化处理，并满足节能减排和清洁生产的发展要求，国内外对不同处理方法进行了深入研究，形成了多种处理工艺。综述了国内外油页岩炼油废水处理技术现状，重点介绍了膜吸收法、缺氧/好氧-膜生物反应器、高级氧化法、序批式活性污泥法对干馏废水的处理效果，并阐述了热点工艺的发展方向，以期为油页岩干熘废水处理技术的研究提供参考。
2020, 38(3): 116-122.
doi: 10.13205/j.hjgc.202003020
摘要:
以玉米秸秆（CS）、巯基乙酸（TGA）为原料，通过化学反应制备出重金属吸附剂——巯基乙酰化玉米秸秆（MACS），考察MACS对水样中Cd （Ⅱ）的去除性能，采用单因素实验法对MACS的制备条件进行优化研究。结果表明，MACS的优化制备条件为：CS粒径为0.20 mm （80目），m（催化剂NHS）：m（EDC·HCl）为0.5：1，m（CS）：V（TGA）为1：5，反应介质pH值为5.0，反应温度25℃，反应时间2 h。在此条件下制备的MACS对水样中Cd （Ⅱ）的吸附效率可达到61.57%。红外分析表明，CS分子链中成功引入了巯基。
以玉米秸秆（CS）、巯基乙酸（TGA）为原料，通过化学反应制备出重金属吸附剂——巯基乙酰化玉米秸秆（MACS），考察MACS对水样中Cd （Ⅱ）的去除性能，采用单因素实验法对MACS的制备条件进行优化研究。结果表明，MACS的优化制备条件为：CS粒径为0.20 mm （80目），m（催化剂NHS）：m（EDC·HCl）为0.5：1，m（CS）：V（TGA）为1：5，反应介质pH值为5.0，反应温度25℃，反应时间2 h。在此条件下制备的MACS对水样中Cd （Ⅱ）的吸附效率可达到61.57%。红外分析表明，CS分子链中成功引入了巯基。
2020, 38(3): 123-127.
doi: 10.13205/j.hjgc.202003021
摘要:
针对污水中BOD5参数不易直接测得的特点，提出了基于遗传算法（Genetic Algorithm，GA）优化参数的支持向量机回归（Support Vector Regression，SVR）水质预测模型。采用机器学习的方法，通过建立污水中COD等参数与BOD5的数学关系模型的方式对BOD5进行测定。使用遗传算法对SVR中的关键参数进行寻优，解决了传统SVR预测模型参数选择的问题。以北京市污水处理厂进水污水作为研究对象进行实验，结果表明，与BP神经网络与SVR相比，使用GA-SVR方法进行预测的结果更优，其平均误差与均方根误差分别降至0.009443与16.88 mg/L。
针对污水中BOD5参数不易直接测得的特点，提出了基于遗传算法（Genetic Algorithm，GA）优化参数的支持向量机回归（Support Vector Regression，SVR）水质预测模型。采用机器学习的方法，通过建立污水中COD等参数与BOD5的数学关系模型的方式对BOD5进行测定。使用遗传算法对SVR中的关键参数进行寻优，解决了传统SVR预测模型参数选择的问题。以北京市污水处理厂进水污水作为研究对象进行实验，结果表明，与BP神经网络与SVR相比，使用GA-SVR方法进行预测的结果更优，其平均误差与均方根误差分别降至0.009443与16.88 mg/L。
2020, 38(3): 128-134.
doi: 10.13205/j.hjgc.202003022
摘要:
静态旋流作为湿法烟气脱硫中一种强化传质的方式，对其发展现状与趋势展开研究。分析了旋流吸收器的内部气相速度场以及强化传质的过程原理，综合比较了各类气液接触的脱硫方式、脱硫剂的特征，确定了在运行范围内脱硫剂浓度、气液流速、SO2浓度等操作参数对于脱硫效率η和气相总体积传质系数Kga的影响及其机理，剖析了利用传质理论进行旋流吸收的研究及发展，介绍了旋流脱硫的工业应用。结果表明：静态旋流有助于脱硫传质过程的强化，在工况范围内，吸收液浓度、气液流速的增加，提高了η和Kga，但随着SO2浓度的增加，η及Kga略有下降，分别最高下降7.1%和0.75 s-1，总工况范围内η和Kga分别为68.58%~97.63%和5.08~8.46 s-1。研究结果可对基于旋流强化的工业烟气脱硫提供参考。
静态旋流作为湿法烟气脱硫中一种强化传质的方式，对其发展现状与趋势展开研究。分析了旋流吸收器的内部气相速度场以及强化传质的过程原理，综合比较了各类气液接触的脱硫方式、脱硫剂的特征，确定了在运行范围内脱硫剂浓度、气液流速、SO2浓度等操作参数对于脱硫效率η和气相总体积传质系数Kga的影响及其机理，剖析了利用传质理论进行旋流吸收的研究及发展，介绍了旋流脱硫的工业应用。结果表明：静态旋流有助于脱硫传质过程的强化，在工况范围内，吸收液浓度、气液流速的增加，提高了η和Kga，但随着SO2浓度的增加，η及Kga略有下降，分别最高下降7.1%和0.75 s-1，总工况范围内η和Kga分别为68.58%~97.63%和5.08~8.46 s-1。研究结果可对基于旋流强化的工业烟气脱硫提供参考。
2020, 38(3): 135-141.
doi: 10.13205/j.hjgc.202003023
摘要:
电除尘器主要分为电控和本体两部分。简述了工频电源、高频电源、脉冲电源的工作原理及技术特点。通过实验研究，确定了高频电源、脉冲电源及两者组合使用时对电除尘器的提效规律，并分析了其相应的电能消耗。从节能的角度来看，在满足电除尘器设计要求及最终烟尘排放的前提下，建议通过节能运行的方式，将电除尘器出口烟尘浓度控制在15~20 mg/m3。基于实际工程，通过节能优化降低电除尘器的运行电耗，节能比例为30.56%~50.08%。该结论可为后续电除尘器提效及节能改造提供参考。
电除尘器主要分为电控和本体两部分。简述了工频电源、高频电源、脉冲电源的工作原理及技术特点。通过实验研究，确定了高频电源、脉冲电源及两者组合使用时对电除尘器的提效规律，并分析了其相应的电能消耗。从节能的角度来看，在满足电除尘器设计要求及最终烟尘排放的前提下，建议通过节能运行的方式，将电除尘器出口烟尘浓度控制在15~20 mg/m3。基于实际工程，通过节能优化降低电除尘器的运行电耗，节能比例为30.56%~50.08%。该结论可为后续电除尘器提效及节能改造提供参考。
2020, 38(3): 142-147,161.
doi: 10.13205/j.hjgc.202003024
摘要:
利用2018-11-21—12-05常熟市空气质量自动监测站点的常规参数逐时数据、细颗粒物化学组分数据及大气颗粒物激光雷达监测结果，对常熟地区秋冬季一次重污染过程中PM2.5及其主要化学组分（水溶性离子）的污染特征进行系统分析。结果表明：11-24—12-03常熟地区出现了一次持续重污染过程，PM2.5浓度高值主要出现于高湿、小风、低边界层的天气条件下，且PM2.5浓度与湿度呈显著正相关，受不利扩散条件下的局地污染累积及高湿状态下颗粒物二次转化影响较大。观测期间，二次离子（NO3-、NH4+、SO42-）在水溶性离子中占比较高，尤其是污染期，占比高达97%，受二次生成影响较大；其中，NO3-在水溶性离子中占比最高。整个分析时段，SOR与NOR均值分别为0.38与0.22，污染期间SOR与NOR均值明显升高，分别达到0.47与0.32；4个阶段内仅有污染期时段的NO3-、SO42-累积增长速率大于CO，此时NO3->SO42-，该阶段主要受到NO2二次转化影响，常熟市重污染期间应着重加强工业源与移动源的管控。
利用2018-11-21—12-05常熟市空气质量自动监测站点的常规参数逐时数据、细颗粒物化学组分数据及大气颗粒物激光雷达监测结果，对常熟地区秋冬季一次重污染过程中PM2.5及其主要化学组分（水溶性离子）的污染特征进行系统分析。结果表明：11-24—12-03常熟地区出现了一次持续重污染过程，PM2.5浓度高值主要出现于高湿、小风、低边界层的天气条件下，且PM2.5浓度与湿度呈显著正相关，受不利扩散条件下的局地污染累积及高湿状态下颗粒物二次转化影响较大。观测期间，二次离子（NO3-、NH4+、SO42-）在水溶性离子中占比较高，尤其是污染期，占比高达97%，受二次生成影响较大；其中，NO3-在水溶性离子中占比最高。整个分析时段，SOR与NOR均值分别为0.38与0.22，污染期间SOR与NOR均值明显升高，分别达到0.47与0.32；4个阶段内仅有污染期时段的NO3-、SO42-累积增长速率大于CO，此时NO3->SO42-，该阶段主要受到NO2二次转化影响，常熟市重污染期间应着重加强工业源与移动源的管控。
2020, 38(3): 148-153.
doi: 10.13205/j.hjgc.202003025
摘要:
粉煤灰中氧化铁是其高值化利用过程的主要杂质，高效去除铁杂质对于粉煤灰高值利用具有重要意义。采用湿法磁选方法对循环流化床粉煤灰（CFB灰）、碳热还原循环流化床粉煤灰（R-CFB灰）及煤粉炉粉煤灰（PC灰）进行除铁研究，并对不同类型粉煤灰中铁的存在形式进行对比，最后对粉煤灰中铁的去除和铝的回收进行了考察。结果表明：CFB灰直接磁选铁的去除率仅为17.6%，PC灰直接磁选铁的去除率可达到55.8%，这与CFB中的铁主要以赤铁矿形式存在，而PC灰中的铁主要以磁铁矿形式存在有关；经碳热还原后CFB灰中的铁由赤铁矿转变为磁铁矿，在磁场强度为400 mT，磁选3次，液固比为20：1的条件下，R-CFB灰的除铁率为64.7%，，铁含量从3.4%降低到1.2%，且铝的回收率为78.6%。与PC灰磁选法除铁效果对比，经碳热还原的CFB灰可达到较高的除铁率。
粉煤灰中氧化铁是其高值化利用过程的主要杂质，高效去除铁杂质对于粉煤灰高值利用具有重要意义。采用湿法磁选方法对循环流化床粉煤灰（CFB灰）、碳热还原循环流化床粉煤灰（R-CFB灰）及煤粉炉粉煤灰（PC灰）进行除铁研究，并对不同类型粉煤灰中铁的存在形式进行对比，最后对粉煤灰中铁的去除和铝的回收进行了考察。结果表明：CFB灰直接磁选铁的去除率仅为17.6%，PC灰直接磁选铁的去除率可达到55.8%，这与CFB中的铁主要以赤铁矿形式存在，而PC灰中的铁主要以磁铁矿形式存在有关；经碳热还原后CFB灰中的铁由赤铁矿转变为磁铁矿，在磁场强度为400 mT，磁选3次，液固比为20：1的条件下，R-CFB灰的除铁率为64.7%，，铁含量从3.4%降低到1.2%，且铝的回收率为78.6%。与PC灰磁选法除铁效果对比，经碳热还原的CFB灰可达到较高的除铁率。
2020, 38(3): 154-161.
doi: 10.13205/j.hjgc.202003026
摘要:
剩余污泥的含水率较高，对污泥进行干燥处理可以极大程度地减少污泥的水分。首先分析了污泥的含水特性和干燥污泥机理，然后分析了主要的污泥干燥方法研究现状，如热风干燥、过热蒸汽干燥、间接干燥、低温热流干燥、热泵干燥、太阳能干燥等。此外，探究了新型的污泥干燥技术及污泥干燥过程中可能产生的污染物，并在此基础上，对污泥干燥技术的发展方向进行了展望。
剩余污泥的含水率较高，对污泥进行干燥处理可以极大程度地减少污泥的水分。首先分析了污泥的含水特性和干燥污泥机理，然后分析了主要的污泥干燥方法研究现状，如热风干燥、过热蒸汽干燥、间接干燥、低温热流干燥、热泵干燥、太阳能干燥等。此外，探究了新型的污泥干燥技术及污泥干燥过程中可能产生的污染物，并在此基础上，对污泥干燥技术的发展方向进行了展望。
2020, 38(3): 162-167.
doi: 10.13205/j.hjgc.202003027
摘要:
研究了热解时间（1，2，4 h）对污泥炭理化性质、结构和重金属总量的影响，并对污泥炭中重金属的生态风险进行了评价。结果表明：随着热解时间逐渐延长（1~4 h），污泥炭产率和H/C均有不同程度的下降，而其灰分含量和比表面积都显著增加，污泥炭芳香化程度也明显提高。与原污泥相比，热解后污泥炭中各重金属（Cu、Zn、Pb、Cr、Mn、Ni）风险系数均显著降低。当热解时间为2 h时，污泥炭中除Zn之外，其余5种重金属都呈低风险或无风险状态，该结果可为污泥无害化处理和资源化利用提供了参考。
研究了热解时间（1，2，4 h）对污泥炭理化性质、结构和重金属总量的影响，并对污泥炭中重金属的生态风险进行了评价。结果表明：随着热解时间逐渐延长（1~4 h），污泥炭产率和H/C均有不同程度的下降，而其灰分含量和比表面积都显著增加，污泥炭芳香化程度也明显提高。与原污泥相比，热解后污泥炭中各重金属（Cu、Zn、Pb、Cr、Mn、Ni）风险系数均显著降低。当热解时间为2 h时，污泥炭中除Zn之外，其余5种重金属都呈低风险或无风险状态，该结果可为污泥无害化处理和资源化利用提供了参考。
2020, 38(3): 168-173.
doi: 10.13205/j.hjgc.202003028
摘要:
为进一步了解土壤环境容量状况，从焉耆盆地采集191个农田土壤样品，测定其中As、Ni、Cr、Cu、Pb、Cd和Zn 7种重金属元素的含量，基于GIS技术，采用综合容量指数法分析农田土壤重金属环境容量特征与空间分布规律。结果表明：1）焉耆盆地农田土壤中As、Cd、Cr、Cu、Ni、Pb与Zn含量平均值均未超出GB 15618—2018《土壤环境质量农用地土壤污染风险管控标准（试行）》中的土壤风险筛选值；2）农田土壤各重金属元素单项环境容量指数平均值由大到小依次为：As、Cr、Ni、Cu、Pb、Cd、Zn。As的环境容量指数处于高容量状态，Ni、Cr、Cu、Pb、Cd、Zn等元素环境容量指数均处于中容量状态；3）研究区7种重金属元素环境容量空间分布情况不同，研究区各容量区土壤面积顺序为：中容量区 > 高容量区 > 低容量区 > 超载区 > 警戒区。该结果可为研究区农田土壤环境保护和管理提供依据。
为进一步了解土壤环境容量状况，从焉耆盆地采集191个农田土壤样品，测定其中As、Ni、Cr、Cu、Pb、Cd和Zn 7种重金属元素的含量，基于GIS技术，采用综合容量指数法分析农田土壤重金属环境容量特征与空间分布规律。结果表明：1）焉耆盆地农田土壤中As、Cd、Cr、Cu、Ni、Pb与Zn含量平均值均未超出GB 15618—2018《土壤环境质量农用地土壤污染风险管控标准（试行）》中的土壤风险筛选值；2）农田土壤各重金属元素单项环境容量指数平均值由大到小依次为：As、Cr、Ni、Cu、Pb、Cd、Zn。As的环境容量指数处于高容量状态，Ni、Cr、Cu、Pb、Cd、Zn等元素环境容量指数均处于中容量状态；3）研究区7种重金属元素环境容量空间分布情况不同，研究区各容量区土壤面积顺序为：中容量区 > 高容量区 > 低容量区 > 超载区 > 警戒区。该结果可为研究区农田土壤环境保护和管理提供依据。
2020, 38(3): 174-179.
doi: 10.13205/j.hjgc.202003029
摘要:
利用COMSOL仿真软件分别模拟了尺度为2 m×2 m×1 m的SVE技术热反应单元，在地表以下1 m深度的温度场变化情况和地表以下0.5 m深度平面中的污染物迁移状态。对该尺度模型的温度场模拟发现，当热源功率在80 kW/m3时，加热至70 h，场地最高温和最低温分别达到2500，500 K的稳定值，随后在此温度下增加速度场，抽气钻孔负压达到101.325 kPa时，在6 min达到迁移速度峰值0.3 m/s，6~10 min出现最大降幅，10 min后基本保持稳定。表征污染物在10 min时已实现大部分去除，随后产生常见的拖尾效应。
利用COMSOL仿真软件分别模拟了尺度为2 m×2 m×1 m的SVE技术热反应单元，在地表以下1 m深度的温度场变化情况和地表以下0.5 m深度平面中的污染物迁移状态。对该尺度模型的温度场模拟发现，当热源功率在80 kW/m3时，加热至70 h，场地最高温和最低温分别达到2500，500 K的稳定值，随后在此温度下增加速度场，抽气钻孔负压达到101.325 kPa时，在6 min达到迁移速度峰值0.3 m/s，6~10 min出现最大降幅，10 min后基本保持稳定。表征污染物在10 min时已实现大部分去除，随后产生常见的拖尾效应。
2020, 38(3): 180-185,127.
doi: 10.13205/j.hjgc.202003030
摘要:
为实现对平寨水库叶绿素a的遥感监测，选取平寨水库2017年11月17—18日的实测叶绿素a浓度数据和准同步的Sentinel-2数据，通过选取最佳波段组合建立BP神经网络模型，对平寨水库叶绿素a进行反演，并分析其空间分布特征。结果表明：Sentinel-2红边波段对叶绿素a的敏感性优于可见光波段，在叶绿素a浓度反演方面具有较大潜力。相关系数最大的波段组合方式是：B5/B4、[1/B4-1/B5]*B6、[1/B4-1/B5]*B7和[1/B4-1/B5]*B8；BP神经网络模型可决系数R2为0.9160，平均相对误差为29.87%，反演精度优于三波段模型；平寨水库叶绿素a浓度空间分布差异明显，水面开阔的中心库区浓度较高，各支流上游河段浓度较低。Sentinel-2数据可较好地应用于喀斯特高原湖泊叶绿素a浓度反演，BP神经网络模型估测结果合理、可靠；研究结果可为平寨水库水环境治理提供科学依据。
为实现对平寨水库叶绿素a的遥感监测，选取平寨水库2017年11月17—18日的实测叶绿素a浓度数据和准同步的Sentinel-2数据，通过选取最佳波段组合建立BP神经网络模型，对平寨水库叶绿素a进行反演，并分析其空间分布特征。结果表明：Sentinel-2红边波段对叶绿素a的敏感性优于可见光波段，在叶绿素a浓度反演方面具有较大潜力。相关系数最大的波段组合方式是：B5/B4、[1/B4-1/B5]*B6、[1/B4-1/B5]*B7和[1/B4-1/B5]*B8；BP神经网络模型可决系数R2为0.9160，平均相对误差为29.87%，反演精度优于三波段模型；平寨水库叶绿素a浓度空间分布差异明显，水面开阔的中心库区浓度较高，各支流上游河段浓度较低。Sentinel-2数据可较好地应用于喀斯特高原湖泊叶绿素a浓度反演，BP神经网络模型估测结果合理、可靠；研究结果可为平寨水库水环境治理提供科学依据。
