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水溶液性质与水污染控制工艺相互作用的重要性 被引量：6
1
作者 韦朝海 关翔鸿 +3 位作者 韦庚锐 李泽敏 韦托 陈啊聪 《环境工程》 CAS CSCD 北大核心 2021年第11期28-40,共13页
从自然演化、人类活动、科学发展角度分析污废水的产生机制及其对天然水体溶液性质的影响,发现人类迁徙的城镇化以及工农业生产的效率约束导致污废水与天然径流之间的矛盾,使生态水体呈现出由地表纯净水向水质污染方向的功能转化,扰动... 从自然演化、人类活动、科学发展角度分析污废水的产生机制及其对天然水体溶液性质的影响,发现人类迁徙的城镇化以及工农业生产的效率约束导致污废水与天然径流之间的矛盾,使生态水体呈现出由地表纯净水向水质污染方向的功能转化,扰动了元素/化合物在地球表面或水体界面的离心与向心迁移的平衡,明确了水体界面或水圈作为物质地球循环中转站/转运站的原理机制。隐藏在各种水处理工艺原理中的物理、化学、物化、生化等丰富功能能够解决中转站中所积累的矛盾,所以,集合溶液性质与污废水处理工艺原理之间的对应关系及其技术应用将构成更加完备和潜在的水工业,所提出的水溶液性质概念同样适用于给水与纯净水的生产与管理。针对有毒/难降解的工业有机废水,如煤化工行业焦化废水,在前端工艺清洁生产的基础上,需要把产品资源回收、性质互补利用、水量循环机制作为共性目标,把低能耗与物耗、关键污染物去除以及明确环境风险归趋作为污染控制工艺选择的依据,同时要求全过程产生低的二次污染如碳排放等。基于水溶液性质的改变及其过程演变的探究将拓宽水污染控制的工艺理论与技术边界。水污染控制与水环境保护相结合的水工业全过程追求技术、经济与社会目标的一致,争取得到绿色、低碳、循环等生态目标的响应,即生活、生产、生态"三位一体"的协调发展。 展开更多
关键词 生活污水 工业废水 溶液性质 处理工艺 煤化工/焦化 资源循环 生态目标
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污废水中污染物去除的功能材料研究进展:元素物质-合成改性-工艺工程的尺度效应
2
作者 庞子君 覃智 +5 位作者 陈啊聪 关翔鸿 韦庚锐 李泽敏 黄华 韦朝海 《应用化学》 CAS CSCD 北大核心 2024年第2期190-216,共27页
污废水中的有机污染物、重金属离子和病毒性微生物等造成了严重的水环境污染,对人体健康和生态系统也造成严重威胁,有效控制污废水的风险成为保护环境和可持续发展的重要研究方向。环境功能材料作为一类具有污染物净化效果的辅助性手段... 污废水中的有机污染物、重金属离子和病毒性微生物等造成了严重的水环境污染,对人体健康和生态系统也造成严重威胁,有效控制污废水的风险成为保护环境和可持续发展的重要研究方向。环境功能材料作为一类具有污染物净化效果的辅助性手段,在降低水污染风险中展现出巨大的科技潜力。本研究探讨元素物质的选择、合成改性策略和工艺工程的优化3个尺度层面的现状与发展;以碳元素、硅元素和金属元素为例,介绍新型功能材料的特征;从溶剂热法、溶胶-凝胶法、共沉淀法、化学气相沉积法、绿色合成法以及表面功能化改性讨论了合成技术策略;关于工艺工程应用方面,固定床-吸附床-流化床、电场-光场-磁场、物理-化学-生物、循环-再生-处置和协同放大效应等的产业生产/连续运行方面值得关注;在性能、经济性、环境影响和可持续性方面进行评价,强调了安全-稳定-长效-满负荷-优化的工艺工程技术应用目标。未来的环境功能材料发展应聚焦3D打印材料在污废水处理中的应用、智能工艺和智慧管理、群体感知和信息诊断以及场域效应和量子探针等技术方向的结合,在水质改善-材料功能挖掘-可持续循环发展方面提供新的技术领域。 展开更多
关键词 环境功能材料 污废水处理 元素物质的选择 合成改性策略 工艺工程应用 可持续评价
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铜价态/形态对水中微生物活性及生态系统健康的探针机制 被引量：1
3
作者 宋朝晖 关翔鸿 +3 位作者 韦庚锐 陈啊聪 何旭光 韦朝海 《环境科学学报》 CAS CSCD 北大核心 2023年第12期50-64,共15页
铜在自然-社会水循环中充当着多元性的角色.一方面,铜拥有多种价态,参与各种氧化还原反应,涵盖成岩成矿、催化氧化、细胞呼吸等关键功能,尤其对生物新陈代谢的能量摄取、营养转化和有机合成发挥着至关重要的调控作用;另一方面,它作为副... 铜在自然-社会水循环中充当着多元性的角色.一方面,铜拥有多种价态,参与各种氧化还原反应,涵盖成岩成矿、催化氧化、细胞呼吸等关键功能,尤其对生物新陈代谢的能量摄取、营养转化和有机合成发挥着至关重要的调控作用;另一方面,它作为副族元素,能充当良好的配体,与生物元素螯合,成为生命不可或缺的营养元素.与此同时,它还充当抑制生物活动的重金属因子.铜功能的转化取决于丰度、价态和形态,影响着生态系统的能量流、营养流、物质流和经济流.因此,未来的研究应当注重其赋存形态和人类世的背景变化,提高多种形态铜元素的利用水平,释放铜元素的经济和生态潜力,消弭其对生态系统正常活动的干扰.通过对铜元素的环境影响研究与分析,人类要认识到,元素循环的行为有助于揭示水体生态系统的脆弱性和可持续性,对环境管理和水生态保护发挥重要探针作用. 展开更多
关键词 铜价态 形态化合物 界面机制 电子传递 微生物活性 生态系统健康 环境管理
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焦化废水硫氰化物检测过程中氰络合物的硫酸锌屏蔽作用
4
作者 陈啊聪 韦托 +4 位作者 覃智 陈尧 徐蕊 吴海珍 韦朝海 《环境工程》 CAS CSCD 北大核心 2023年第5期134-139,共6页
焦化废水中含有大量的氰化物(CN^(-))和硫氰化物(SCN^(-))等有毒有害污染物,在预处理过程中,一般采用硫酸亚铁(FeSO_(4))混凝沉淀去除硫化物(S^(2-))、油分、悬浮物并降低废水毒性。上述过程同时会形成亚铁氰化物([Fe(CN)_(6)]^(4-)),[F... 焦化废水中含有大量的氰化物(CN^(-))和硫氰化物(SCN^(-))等有毒有害污染物,在预处理过程中,一般采用硫酸亚铁(FeSO_(4))混凝沉淀去除硫化物(S^(2-))、油分、悬浮物并降低废水毒性。上述过程同时会形成亚铁氰化物([Fe(CN)_(6)]^(4-)),[Fe(CN)_(6)]^(4-)再与Fe^(3+)形成亚铁氰化铁沉淀(普鲁士蓝,Fe_(4)[Fe(CN)_(6)]_(3)),干扰硫氰酸铁(Fe(SCN)_(3))分光光度法对SCN^(-)检测的准确性。为解决上述问题,提出在SCN^(-)显色前加入硫酸锌(ZnSO_(4))的方法,屏蔽过量的[Fe(CN)_(6)]^(4-),并分析ZnSO_(4)对SCN^(-)检测的影响程度。结果表明:Fe(SCN)_(3)-ZnSO_(4)分光光度法能屏蔽工业废水中[Fe(CN)_(6)]^(4-)和大部分金属氰络合物的干扰,从而能快速准确地测定SCN^(-)。方法中SCN^(-)适用质量浓度为0.2~34.8 mg/L,统计方差为1.86%,回收率达到94%~103%。该方法适用于多点多频率采样分析,可为工业废水SCN^(-)的现场监测提供一种新手段。 展开更多
关键词 焦化废水 硫氰化物 氰化物 普鲁士蓝 硫酸锌 屏蔽作用
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廉价金属催化剂可见光催化还原CO_2的研究 被引量：1
5
作者 张骏宵 胡长英 +1 位作者 陈啊聪 卞兆勇 《北京师范大学学报（自然科学版）》 CAS CSCD 北大核心 2017年第1期87-92,共6页
本研究利用廉价过渡金属锰配合物fac-Mn(bpy)(CO)3Br和四苯基卟啉锌(ZnTPP)在可见光下催化还原CO_2.结果表明,在可见光环境下,该体系能够有效地将CO_2选择性转化为CO,而随着ZnTPP的浓度的增大,CO_2的光催化还原产物CO的产生速率和产量... 本研究利用廉价过渡金属锰配合物fac-Mn(bpy)(CO)3Br和四苯基卟啉锌(ZnTPP)在可见光下催化还原CO_2.结果表明,在可见光环境下,该体系能够有效地将CO_2选择性转化为CO,而随着ZnTPP的浓度的增大,CO_2的光催化还原产物CO的产生速率和产量均有增大.当Mn(bpy)(CO)3Br与ZnTPP的浓度比为1∶2时,产物CO的转化值TON达到97. 展开更多
关键词 可见光催化 CO2还原 廉价金属配合物
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BDP(生物倍增)工艺应用于污水处理厂的提标改造
6
作者 王宝宗 罗宗强 +2 位作者 张倩 叶刚 陈啊聪 《水处理技术》 CAS CSCD 北大核心 2023年第11期142-146,156,共6页
采用BDP(生物倍增)工艺对某污水处理厂进行提标扩建改造工程,工程运行结果表明,该工艺处理效果良好,出水水质稳定,抗冲击负荷能力强,其中COD、BOD5、NH_(3)-N和TP等污染物达到《地表水环境质量标准》(GB3838-2002)中的IV类水标准,TN和S... 采用BDP(生物倍增)工艺对某污水处理厂进行提标扩建改造工程,工程运行结果表明,该工艺处理效果良好,出水水质稳定,抗冲击负荷能力强,其中COD、BOD5、NH_(3)-N和TP等污染物达到《地表水环境质量标准》(GB3838-2002)中的IV类水标准,TN和SS则满足《城镇污水处理厂污染物排放标准》(GB 18918-2002)中的一级A排放标准。工程实际运行费用为0.94元/m^(3),与国内同类工程相比有一定的运行成本优势。 展开更多
关键词 BDP(生物倍增) 提标改造 脱氮除磷
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工艺组合对焦化废水中核心污染物的去除及其能耗分配 被引量：1
7
作者 康晓跃 陈啊聪 +5 位作者 韦托 覃智 邱光磊 吴海珍 彭亚环 韦朝海 《环境工程学报》 CAS CSCD 北大核心 2022年第2期684-696,共13页
以焦化废水为研究对象,结合文献统计与水质特征的分析,研究了厌氧置前与好氧置前2种不同组合工艺对核心污染物的去除与能耗分配的差异性,讨论了焦化废水生物处理工艺的开发可行性。结果表明,前置厌氧与好氧单元对污染物不同的去除机理... 以焦化废水为研究对象,结合文献统计与水质特征的分析,研究了厌氧置前与好氧置前2种不同组合工艺对核心污染物的去除与能耗分配的差异性,讨论了焦化废水生物处理工艺的开发可行性。结果表明,前置厌氧与好氧单元对污染物不同的去除机理是构成曝气能耗与碳源需求差别的主要原因。为满足60 m^(3)·h^(-1)设定水质的脱氮目标(TN<40 mg·L^(-1)),O/A/O工艺耗氧量为83.9 kg·h^(-1),A/A/O工艺耗氧量为100.4 kg·h^(-1)。当对废水中的耗氧有机物以及共价结合含氮有机物的预处理较为彻底时,前置好氧工艺在更低能耗下可以实现总氮脱除:A/A/O和O/A/O工艺分别需要122.1 g·m^(-3)和486.9 g·m^(-3)的外部碳源(以甲醇计)来实现总氮的等量去除。A/A/O、O/A/O与O/H/O工艺(H为水解脱氮单元)分别为单污泥、双污泥和三污泥系统运行,在污泥回流和硝化液回流方面的耗能具有显著差异。由于O/H/O工艺不需要污泥回流并且颗粒污泥传氧效率高,故实现脱氮目标的耗氧量仅为53.26 kg·h^(-1),需要的外加碳源可降低至0~220 g·m^(-3),表现出节能与降耗的优势。复杂废水生物处理工艺中存在着反应器结构与单元组合的优化空间,在去除核心污染物以及追求总氮浓度趋零的过程中,需要保证废水中的电子供受体、微生物功能与工艺运行参数在合理区间内。 展开更多
关键词 废水处理 焦化废水 碳源利用 脱氮模式 节能 A/A/O O/A/O O/H/O
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农村地区小微池塘水体生态修复技术设计——以潮州市枫溪区某村池塘为例
8
作者 王大扬 陈啊聪 张青民 《区域治理》 2020年第36期77-78,共2页
近年来生态修复技术广泛应用于污染水体治理。本文以潮州市枫溪区某村池塘的生态修复设计为例,介绍一套农村地区小微池塘水体的生态修复技术。首先,通过水环境容量计算分析池塘现状,依据水环境容量显著不足特点,针对性采用“曝气富氧-... 近年来生态修复技术广泛应用于污染水体治理。本文以潮州市枫溪区某村池塘的生态修复设计为例,介绍一套农村地区小微池塘水体的生态修复技术。首先,通过水环境容量计算分析池塘现状,依据水环境容量显著不足特点,针对性采用“曝气富氧-水生动植物/生态石笼”的生态修复技术,改善水体生态多样性,提高生态系统稳定性,强化水体自净能力。该技术方案可为同类型工程设计提供参考依据,也可为理论探索提供研究思路。 展开更多
关键词 农村小微池塘 生态修复 水环境容量
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