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Damage mechanism of Si3N4-bonded SiC bricks in sloped zone of dry quenching coke ovens under N2-CO2-CO-H2-O2 atmosphere 认领 引用
1
作者 Jian-Lei Cao Ding Chen +5 位作者 Wen-Jie Yuan Ao Huang Lv-Ping Fu Yong-Shun Zou Hua-Zhi Gu Tu Long 《Journal of Iron and Steel Research International》 SCIE EI CSCD 2026年第1期125-132,共8页
The Si3N4-bonded silicon carbide(SiC)bricks in the sloped zone of dry quenching coke ovens support the weight of upper refractory materials and equipment.These bricks endure frequent temperature fluctuations and... The Si3N4-bonded silicon carbide(SiC)bricks in the sloped zone of dry quenching coke ovens support the weight of upper refractory materials and equipment.These bricks endure frequent temperature fluctuations and intense abrasion from coke dust,demanding extremely high performance.After three years of service,an analysis of the Si3N4-bonded SiC bricks revealed that oxidation,which reduces thermal shock resistance,is the primary cause of degradation.In the unused Si3N4-bonded SiC bricks,short columnar β-Si3N4 forms an interwoven network around SiC particles and contains a small amount of plate-like Si2N2O.Under the complex N2(84.42 vol.%)-CO2(10.44 vol.%)-CO(4.43 vol.%)-H2(0.56 vol.%)-O2(0.15 vol.%)atmosphere in the dry quenching coke oven,O2(0.15 vol.%)exhibits a stronger oxidizing effect than CO2(10.44 vol.%)and CO(4.43 vol.%),making it the primary oxidizing agent.The short columnarβ-Si3N4 is more susceptible to oxidation than the particulate SiC.Based on thermodynamic and kinetic analyses,the chemical stability of the phases in Si3N4-bonded SiC bricks ranks from strongest to weakest as follows:Si2N2O,SiC,Si3N4.Future development of Si2N2O-bonded SiC bricks could improve the longevity of refractory materials in the sloped zone of dry quenching coke ovens. 展开更多
关键词 Dry quenching coke oven Si3N4-bonded SiC brick N2-CO2-CO-H2-O2atmosphere Oxidation Thermal shock resistance
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Mechanism analysis of effect of MgO on reduction swelling behaviour of iron pellets in CO/H2atmosphere based on first-principles calculations 认领 引用
2
作者 Hong-ming Long Jing-shu An +3 位作者 Xing-wang Li Ting Wu Sheng-ping He Jie Lei 《Journal of Iron and Steel Research International》 SCIE EI CAS CSCD 2025年第1期73-84,共12页
To explain the influence mechanism of MgO on the consolidation and reduction characteristics of roasted iron pellets,the properties and structure of pellets were investigated from multi-dimensions.It indicated that th... To explain the influence mechanism of MgO on the consolidation and reduction characteristics of roasted iron pellets,the properties and structure of pellets were investigated from multi-dimensions.It indicated that the MgO addition decreased the reduction swelling index(RSI)and reduction degree of pellets in both CO and H2atmospheres.During the stepwise reduction process of Fe2O3→Fe3O4→FeO,the reduction behaviour of pellets in CO and H2was similar,while the reduction rate of pellets in H2atmosphere was almost twice as high as that in CO atmosphere.During the stepwise reduction process of FeO→Fe,the RSI of pellets showed a logarithmic increase in CO atmosphere and a linear decrease in H2atmosphere.As investigated by first-principles calculations,C and Fe mainly formed chemical bonds,and the CO reduction process released energy,promoting the formation of iron whiskers.However,H and Fe produced weak physical adsorption,and the H2reduction process was endothermic,inhibiting the generation of iron whiskers.With Mg2+doping in FexO,the nucleation region of iron whiskers expanded in CO reduction process,and the morphology of iron whiskers transformed from“slender”to“stocky,”reducing RSI of the pellets. 展开更多
关键词 MgO CO atmosphere H2atmosphere Reduction degree Reduction swelling index First-principles calculation
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Numerical simulation study on the reaction mechanism of atmospheric pressure non-equilibrium CO2/H2O plasma discharge 认领 引用
3
作者 Hancheng Xu Kaiyue Gao +6 位作者 Chunjing Wang Jing Li KeXin Zhen Chuanjie Chen Muyang Qian BingYan Dong Dezhen Wang 《ENGINEERING Chemical Engineering》 SCIE EI CAS CSCD 2026年第3期25-42,共18页
This study develops a two-dimensional fluid model for atmospheric pressure non-equilibrium CO2-H2O plasma needle-plate configuration,incorporating a comprehensive set of plasma chemical reactions and photoioniza... This study develops a two-dimensional fluid model for atmospheric pressure non-equilibrium CO2-H2O plasma needle-plate configuration,incorporating a comprehensive set of plasma chemical reactions and photoionization effects.It focuses on investigating the influence of the CO2/H2O concentration ratio and quenching pressure on plasma streamer initiation and propagation dynamics.Numerical simulations show that increasing initial water vapor content significantly reduces electron energy and density,causing the discharge channel to contract when the reduced electric field is below 200 Td,due to strong dissociative adsorption reactions between electrons and water molecules.At higher reduced electric fields(above 200 Td),variations in water vapor content have minimal impact on primary electron transport parameters,likely because dissociative and ionizing collisions between electrons and CO2/H2O molecules become dominant.Increasing the quenching pressure enhances photoionization,but plasma discharge remains primarily sustained by direct electron-impact ionization.Low initial water vapor content and elevated quenching pressure both accelerate streamer propagation,with the concentration ratio exerting a more significant effect.Finally,the primary reaction pathways for key products(CO,OH,and electrons)are analyzed.These findings contribute to a better understanding of how the reactant concentration ratio and quenching pressure regulate the discharge reaction mechanism in atmospheric pressure non-equilibrium CO2-H2O plasma. 展开更多
关键词 plasma discharge CO2/H2O concentration ratio quenching pressure reaction pathways
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典型A2/O工艺城镇污水处理厂碳排放核算、影响因素及碳减排路径研究 认领 引用 被引量：2
4
作者 郑晓英 胡天星 +7 位作者 邓雄成 陶加庆 龚忆平 姚新宇 范毅 林涛 陈卫 王大伟 《环境工程》 CAS CSCD 2026年第3期177-188,共12页
在全球变暖的背景下,推进污水处理行业减污降碳协同增效势在必行。基于江苏省3座典型A2/O及其改良工艺的城镇污水处理厂(WWTPs)的2023年运行数据,通过排放因子法开展碳排放核算与特征分析,并采用路径分析法,阐明进水特征和运行参数... 在全球变暖的背景下,推进污水处理行业减污降碳协同增效势在必行。基于江苏省3座典型A2/O及其改良工艺的城镇污水处理厂(WWTPs)的2023年运行数据,通过排放因子法开展碳排放核算与特征分析,并采用路径分析法,阐明进水特征和运行参数对污水处理厂碳排放的影响。从间接控制角度分别评估光伏发电和水源热泵等措施对污水处理厂的碳减排潜能。结果表明:3座典型污水处理厂的总碳排放强度在0.578~0.671 kg/m3(以CO2排放当量计,下同),总碳排放量1.889万~2.815万t;间接碳排放在A2/O污水处理厂碳排放中占比较高(71.7%),其中,电能消耗产生的碳排放贡献最高(53.3%);药剂消耗中,由碳源投加引起的碳排放占比最大,可达药剂碳排放总量的36.9%~59.5%;进水浓度较低的污水厂运行过程需要更多的能耗物耗,产生的间接碳排放较高。此外,典型A2/O工艺污水处理厂的进水水质特征和运行参数对各类型碳排放强度均有直接或者间接影响,厂内可积极开展工艺运行参数优化、设备升级改造、智能/慧控制系统应用,以及多种替碳措施等以有效控制碳排放量。以WWTP2为例,利用光伏发电和水源热泵技术,理论上可分别实现22.7%和100.2%的替碳效率,具有较高的碳减排潜能。 展开更多
关键词 污水处理厂 A2/O 碳核算 路径分析 碳减排
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江苏省稻麦轮作系统产量和CH4、N2O排放对施氮的响应 认领 引用 被引量：2
5
作者 马寅正 乔云发 +2 位作者 唐煜杰 吴钥 苗淑杰 《生态与农村环境学报》 CAS CSCD 北大核心 2026年第1期27-40,共14页
为探究江苏省稻麦轮作系统CH4以及N2O排放与氮肥用量之间的定量关系以及最佳施肥方案,基于多水平定量施氮试验对稻麦轮作种植模式N2O以及CH4排放和施氮的关系进行精确估算,构建稻麦轮作系统碳足迹(CF)与生态经济净收益(NEEB... 为探究江苏省稻麦轮作系统CH4以及N2O排放与氮肥用量之间的定量关系以及最佳施肥方案,基于多水平定量施氮试验对稻麦轮作种植模式N2O以及CH4排放和施氮的关系进行精确估算,构建稻麦轮作系统碳足迹(CF)与生态经济净收益(NEEB)模型,并提出施肥优化方案。田间试验于2022年11月至2023年10月进行,为稻麦轮作体系。麦季试验设置6个施氮水平处理,分别为N0(0 kg·hm-2)、N180(180 kg·hm-2)、N240(240 kg·hm-2)、N270(270 kg·hm-2)、N300(300 kg·hm-2)和N360(360 kg·hm-2)。稻季试验设置5个施氮水平处理,分别为N0(0 kg·hm-2)、N180(180 kg·hm-2)、N240(240 kg·hm-2)、N300(300 kg·hm-2)和N360(360 kg·hm-2),同一施氮水平试验均在同一小区进行轮作。采用静态箱/气相色谱法连续监测农田中CH4和N2O排放量,并综合稻麦产量和全球增温潜势(GWP)对温室气体排放强度(GHGI)进行分析。结果表明,稻麦轮作系统N2O排放随着施氮水平的提高而显著增加,N2O的排放和施氮水平呈指数关系。甲烷排放随氮肥水平提高呈现先降低再升高的趋势,甲烷排放量和施氮水平的最佳拟合方程为一元三次函数,这表明适宜的施氮水平可以减少CH4排放。在整个稻麦轮作周期内,随着施氮量的增加,N2O对GWP的贡献率逐步提升,CH4的贡献率进一步下降,各氮肥处理稻季CH4排放对GWP的贡献率始终占主导地位。因此,在稻麦轮作系统温室气体减排的研究中应该重点关注稻季CH4排放。综合稻麦产量与全球增温潜势,协同构建碳足迹与生态经济净收益模型,分析表明267~283 kg·hm-2的施氮量为最优施肥方案。 展开更多
关键词 稻麦轮作系统 施氮 CH4排放 N2O排放 碳足迹 生态经济效益
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电子制造企业废水中全氟化合物在A2O工艺污水处理过程中的转归研究 认领 引用 被引量：2
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作者 葛晓颖 张丽伟 +1 位作者 熊凯 方皓 《环境科学研究》 CAS CSCD 北大核心 2026年第3期651-661,共11页
全氟化合物(PFAS)因其环境持久性和生物累积性而具有显著的环境和健康风险,然而,目前对电子制造企业废水处理过程中PFAS的赋存状态和转化归趋研究并不明确。为研究北方某电子制造企业废水中PFAS在A2O(Anaerobic-Anoxic-Oxic)污水处... 全氟化合物(PFAS)因其环境持久性和生物累积性而具有显著的环境和健康风险,然而,目前对电子制造企业废水处理过程中PFAS的赋存状态和转化归趋研究并不明确。为研究北方某电子制造企业废水中PFAS在A2O(Anaerobic-Anoxic-Oxic)污水处理工艺全过程中的环境行为,在污水处理厂进、出口及各污水处理工序采集废水样品并在厌氧池、缺氧池、好氧池、二沉池及外运污泥处采集污泥样品,通过固相萃取及高效液相色谱-串联质谱(HPLC/MS-MS)方法,分析废水和污泥中PFAS的浓度、组分特征、去除效率、各组分之间及其与其他污染物指标的相关性。结果表明:(1)电子制造企业废水PFAS的主要组分是全氟丁烷羧酸(PFBA),其在污水中的占比为44%~57%。PFBA、全氟戊烷羧酸(PFPeA)、全氟丁烷磺酸(PFBS)、全氟己烷羧酸(PFHxA)、全氟辛烷磺酸(PFOS)、全氟辛烷羧酸(PFOA)等6种PFAS浓度之和占∑13PFAS浓度的90%以上。(2)各污水处理工序中,短链(C链≤6)PFAS浓度占污水∑13PFAS浓度的84.38%±4.50%,中链(6˂C链≤11)PFAS含量占污泥∑16PFAS含量的62.53%±3.92%。(3)与进水相比,出水∑13PFAS浓度降低35.97%。格栅池、A2O反应池、沉淀池等对PFAS的拦截滤除、活性污泥吸附及沉淀作用是A2O污水处理工艺去除电子制造企业废水PFAS的主要机制。(4)电子制造企业废水中PFAS的主要组分PFBA浓度与废水中氟离子(F-)浓度呈极显著(P˂0.01)正相关,符合电子制造企业废水特征。PFHx A、全氟庚酸(PFHp A)浓度均与PFOA、PFOS、全氟壬酸(PFNA)浓度呈显著(P˂0.05)正相关,可能与这几种PFAS有较相似的用途和来源及共同的前体物降解有关。研究显示,A2O污水处理工艺对电子制造企业废水PFAS具有一定的去除效果,未来还应结合其他深度处理PFAS技术,进一步减少电子制造企业废水PFAS的排放。 展开更多
关键词 电子制造 全氟化合物(PFAS) A2O工艺 污水处理厂 废水 污泥
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Cu2O晶面在日光下活化过氧乙酸降解水中抗生素的性能及机制 认领 引用 被引量：1
7
作者 汪金鹏 李青山 +1 位作者 吴晓勇 汪德进 《化工学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2026年第2期702-713,共12页
日光辅助的过氧乙酸(PAA)活化体系在抗生素废水处理中展现出广阔的应用前景。Cu2O作为常规催化剂,其表面有限的活性位点限制着其在该体系中的催化效率。针对此短板,通过晶面工程对Cu2O的暴露晶面进行调控,分别合成了{100}、{111}... 日光辅助的过氧乙酸(PAA)活化体系在抗生素废水处理中展现出广阔的应用前景。Cu2O作为常规催化剂,其表面有限的活性位点限制着其在该体系中的催化效率。针对此短板,通过晶面工程对Cu2O的暴露晶面进行调控,分别合成了{100}、{111}以及{100}+{111}晶面共暴露的Cu2O,并评估了上述晶面对四环素(TC)的降解性能。在模拟日光下,{100}+{111}晶面Cu2O活化PAA在40 min内降解了93.50%的TC,优于单一的{100}(78.25%)、{111}(84.79%)晶面。活性物种鉴别证明了·OH、1O2以及活性络合物Cu2O-PAA*的产生及其对TC降解的贡献。机理分析表明,(100)与(111)晶面组成的晶面异质结加速了电荷的迁移与分离,促进了Cu2O表面氧化的Cu(Ⅱ)还原为Cu(Ⅰ),从而在日光下实现高效的PAA活化。本研究为Cu2O基催化剂在抗生素废水处理中的应用提供了新思路。 展开更多
关键词 日光 过氧乙酸 活化 抗生素 Cu2O 催化剂 晶面 降解
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氮肥减量与追施方式对小麦产量和氮肥利用效率及麦田N2O排放的影响 认领 引用 被引量：3
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作者 石吕 石晓旭 +11 位作者 韩笑 单海勇 刘旭杰 张晋 严旖旎 李赢 刘海翠 魏亚凤 杨美英 薛亚光 刘建 张祖建 《作物学报》 CAS CSCD 北大核心 2026年第1期202-220,共19页
为探究稻茬小麦深施肥“一基一追”机艺融合技术的增产增效减排机制,2021—2024年在长江下游南通稻茬麦区开展大田试验。试验采用缓释掺混肥料(SRF,N∶P2O5∶K2O=26∶12∶12)和普通尿素(U,46%N),结合自主研发的2BFGK-12(6)260... 为探究稻茬小麦深施肥“一基一追”机艺融合技术的增产增效减排机制,2021—2024年在长江下游南通稻茬麦区开展大田试验。试验采用缓释掺混肥料(SRF,N∶P2O5∶K2O=26∶12∶12)和普通尿素(U,46%N),结合自主研发的2BFGK-12(6)260全秸秆茬地洁区旋耕智能施肥播种机和3ZF-4(200)中耕追肥机,设置7种施肥模式(30 cm+15 cm宽窄行种植):以尿素4次分施(N 240 kg hm-2,基肥∶分蘖肥∶拔节肥∶孕穗肥=5∶1∶2∶2,窄行基施,追肥全田撒施)为对照(CK);减氮15%(N 204 kg hm-2)条件下设置6种处理:M1(100%SRF窄行基施);M2(60%SRF窄行基施+40%U拔节期窄行撒施);M3(60%SRF窄行基施+40%U返青期宽行条施);M4(60%SRF窄行基施+40%SRF返青期窄行撒施);M5(60%SRF窄行基施+40%SRF返青期宽行条施);M4+5(60%SRF窄行基施+20%SRF返青期宽行条施+20%SRF返青期窄行撒施)。研究比较不同施肥模式对小麦产量效益、根系形态生理、氮素利用效率及N2O排放的影响。结果表明,与CK相比,M2~M5处理提高了小麦产量(4.0%~19.0%)和经济效益(13.7%~35.7%),其中M4和M5处理表现最优,分别增产14.1%和19.0%,经济效益提升34.5%和35.7%。这些处理明显改善了根系特性(根干重密度增加9.7%~111.8%,根系活力和氧化力分别提高6.8%~52.0%和4.2%~44.2%),降低N2O累积排放量22.6%~34.5%,提高0~20 cm土层硝态氮含量11.2%~40.0%。在氮素利用方面,M2~M5处理均提高了籽粒氮素积累量、花后氮素积累量及其对籽粒氮素的贡献率,氮肥利用效率指标(包括偏生产力、农学效率和表观利用率)分别显著提升了22.4%~40.0%、29.7%~74.3%和9.41~18.77个百分点。值得注意的是,M4和M5处理表现出最优的综合效益:N2O累积排放量降幅最大(分别达27.0%和34.5%),氮肥表观利用率2季均维持在43.0%以上(均值分别为43.5%和46.8%),同时在生育后期保持较高的根系活性和耕层无机氮含量。相比之下,M1处理虽然实现了最大的N2O减排效果(降幅35.9%),但导致减产10.4%和经济效益下降10.8%,且氮肥利用效率呈现不稳定的年际变化特征。而优化处理M4+5进一步改善了根系形态生理特性,并提高氮肥表观利用率和籽粒氮素积累量。综上,减氮15%条件下(N 204 kg hm-2),缓混肥2次施用处理(M4和M5)能实现产量、经济效益、氮肥利用效率和N2O减排的协同提高,并以追肥深施处理(M5)效应更强。本研究为稻茬小麦缓释肥减氮优化高效应用提供重要理论依据。 展开更多
关键词 条带耕作 氮肥减量 追肥方式 产量 氮肥利用 N2O排放
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不同温度条件下微塑料浓度和粒径对农田土壤N2O排放的影响 认领 引用 被引量：2
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作者 石梦玄 李昊宸 +5 位作者 周鹏宇 万权 陈宗海 刘一戈 卢瑛 李博 《土壤学报》 CAS CSCD 北大核心 2026年第2期536-547,共12页
微塑料(Microplastic,MP)体积小、可降解性低,被认为是陆地生态系统中潜在的持久性有机污染物,引起了全球广泛关注。微塑料进入陆地生态系统中,通过改变土壤物理、化学和生物学性质影响土壤氮素循环过程,进而影响土壤氧化亚氮(N2O)排放... 微塑料(Microplastic,MP)体积小、可降解性低,被认为是陆地生态系统中潜在的持久性有机污染物,引起了全球广泛关注。微塑料进入陆地生态系统中,通过改变土壤物理、化学和生物学性质影响土壤氮素循环过程,进而影响土壤氧化亚氮(N2O)排放,但其影响过程和机制尚不清楚。为探究不同温度下微塑料污染对农田土壤N2O排放的影响机制,采集华南地区农田土壤进行室内培养试验,在三个温度(10℃、20℃和30℃)下设置五个处理,分别为(1)不添加微塑料(CK);(2)添加质量浓度为0.1%、粒径为74μm的微塑料(Nlp-0.1%);(3)添加质量浓度为0.5%、粒径为74μm的微塑料(Nlp-0.5%);(4)添加质量浓度为0.1%、粒径为25μm的微塑料(Nsp-0.1%);(5)添加质量浓度为0.5%、粒径为25μm的微塑料(Nsp-0.5%),测定土壤N2O浓度以及无机氮和微生物功能基因。结果表明:温度升高显著增加了农田土壤N2O排放量(P<0.001),30℃下土壤N2O的累积排放量分别为10℃和20℃下的43.3倍和6.3倍;此外,随着温度升高,土壤硝态氮(NO3–-N)含量逐渐增加,氨氧化细菌调控基因(AOB amoA)、全程氨氧化菌调控基因(Comammox,com2)、亚硝酸盐还原酶调控基因(nirS和nirK)、N2O还原酶调控基因(nosZ)丰度在20℃最高、30℃最低。不同粒径的微塑料添加对土壤N2O排放量和相关氮循环功能基因的影响差异较大。与CK处理相比,Nlp处理在10℃、20℃下显著增加了土壤N2O排放量的37.5%、838.7%(P<0.001)。Nsp处理显著降低土壤中com2和nirK功能基因丰度,显著提高nirS功能基因丰度(P<0.001)。相关性分析与随机森林分析结果表明,土壤N2O排放与温度和NO3–-N含量存在显著正相关关系,与氨氧化古菌调控基因(AOA amoA)、nirK、nirS和nosZ功能基因丰度存在显著负相关关系(P<0.05),且nosZ功能基因和温度是影响土壤N2O排放的主要因素。本研究结果可为微塑料富集对农田土壤N2O的排放机理探究以及风险评估提供科学依据。 展开更多
关键词 微塑料 N2O 温度 华南地区 农田土壤
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废弃煤矿巷道CO2“封存-利用”技术探索及转化效率研究 认领 引用 被引量：1
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作者 来兴平 雷彤 +3 位作者 张楠 胡添龙 介凯 刘旭超 《西安科技大学学报》 CAS 北大核心 2026年第1期15-26,共12页
为应对全球二氧化碳减排的需求,探索利用废弃煤矿地下空间实现CO2封存与资源化利用的新路径,以提升其环境与资源效益。提出了包含捕集、封存、转化、分离系统的废弃煤矿巷道CO2“封存-利用”一体化技术,基于几何相似理论与固体氧... 为应对全球二氧化碳减排的需求,探索利用废弃煤矿地下空间实现CO2封存与资源化利用的新路径,以提升其环境与资源效益。提出了包含捕集、封存、转化、分离系统的废弃煤矿巷道CO2“封存-利用”一体化技术,基于几何相似理论与固体氧化物电解池(SOEC)技术构建巷道反应硐室与实验室微型反应腔之间尺度映射关系,形成室内试验-井下应用的参数对应体系;通过开展恒电流共电解试验以及气相色谱对气体成分分析,系统揭示反应温度与CO2/H2O气体比例对CO2转化效率的影响。结果表明:在保持A/V不变的条件下,巷道反应硐室尺寸为2.4 m×6 m×3.6 m,对应有效反应面积为384 m2;法拉第效率随着温度的升高呈现出“先下降后升高”的特征,随着CO2/H2O气体比例的增加而降低,CO2转化率随着温度升高而显著提升,随着CO2/H2O气体比例增加而降低,在温度为850℃、气体比例CO2∶H2O=1∶1的共电解条件下,CO2实现最优转化效率,转化率达72.22%,法拉第效率为61.77%。研究为实现废弃煤矿巷道CO2封存与高值化利用提供了理论依据与技术支撑。 展开更多
关键词 废弃煤矿 固体氧化物电解池 CO2/H2O共电解 法拉第效率 CO2转化率 相似理论
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Cu-Mn改性脱硅污泥催化活化H2O2降解盐酸四环素研究 认领 引用 被引量：1
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作者 盛广宏 李松博 +3 位作者 郭旭静 王诗生 刘轶鋆 刘玲 《中国环境科学》 EI CAS CSCD 北大核心 2026年第7期3800-3809,共10页
以冷轧废酸再生过程中产生的脱硅污泥为载体,通过共沉淀引入铜、锰过渡金属再经煅烧处理,制备出具有Fe2O3-CuMn2O4-SiO2复合结构的非均相芬顿催化剂.采用SEM、TEM、XRD和FTIR等对材料进行表征,并以盐酸四环素(TCH)作为... 以冷轧废酸再生过程中产生的脱硅污泥为载体,通过共沉淀引入铜、锰过渡金属再经煅烧处理,制备出具有Fe2O3-CuMn2O4-SiO2复合结构的非均相芬顿催化剂.采用SEM、TEM、XRD和FTIR等对材料进行表征,并以盐酸四环素(TCH)作为降解对象,研究其催化降解能力.在初始pH值为4.3,催化剂0.3g/L,H2O240mmol/L,TCH 40mg/L条件下,90min内TCH去除率达92.22%,显著优于铜、锰单金属改性催化剂,表明Cu与Mn之间存在显著协同作用.自由基淬灭实验和EPR测试表明,·OH与1O2是降解过程中的主要活性物种,但·O2-贡献相对较小.XPS分析进一步表明,Fe2O3与CuMn2O4之间通过Fe2+/Fe3+、Cu+/Cu2+及Mn2+/Mn3+/Mn4+多循环路径实现电子协同转移,共同促进H2O2活化与自由基生成. 展开更多
关键词 脱硅污泥 非均相芬顿 盐酸四环素 Fe2O3-CuMn2O4 协同催化机制
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In-situ electrochemical fabrication of CuO/Cu2O photocathode for high-performance photo-assisted Mg/seawater battery 认领 引用 被引量：1
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作者 Huasen Lu Qisen Jia +5 位作者 Chen Song Xiaolei Li Qinghao Quan Xuejing Cui Guangbo Liu Luhua Jiang 《Nano Materials Science》 EI CAS CSCD 2026年第4期858-865,共8页
Photo-assisted Mg/seawater batteries(PAMSBs)are attractive power source for marine equipment due to the advan tage of simultaneous generation of electricity an d hydrogen from seawater.Nonetheless,the serious photocor... Photo-assisted Mg/seawater batteries(PAMSBs)are attractive power source for marine equipment due to the advan tage of simultaneous generation of electricity an d hydrogen from seawater.Nonetheless,the serious photocorrosion of photocathodes results in dissatisfactory battery performan ce,which substantially hinder their practical applications.Herein,we design a CuO/Cu2O heterostructure as the photocathode of PAMSBs via a facile in-situ electrochemical strategy,successfully enhance the photo-stability of bare Cu2O.During half-cell photoelectrochemical water splitting,the newly-developed CuO/Cu2O photocathode reveals a photo-current density about 2.2 mA cm-2at 0 V(vs.RHE)and enables nearly 100% retention of the initial photocurrent density after 2h long-term operation,more than 10 times stable than the bare Cu2O photocathode.A PAMSB with a CuO/Cu2O photocathode achieves a maximum power density up to 22.67 mW cm-2and a hydrogen yield rate up to 1.18 mL cm-2min-1,much higher than those obtained with a bare Cu2O photocathode.This study offers a simple and convenient electrochemical strategy for in-situ fabrication of CuO/Cu2O heterojunction photocathodes,and also demonstrate the feasibility of PAMSBs as a power source and a hydrogen generator,which lays foundation for its future marine application. 展开更多
关键词 CuO/Cu2O photocathode Mg/seawater batter In-situ conversion Seawater splitting Hydrogen evolution
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生物质炭基复合肥施用对砂质水稻土NH3挥发和N2O排放的影响 认领 引用 被引量：1
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作者 龚雪柳 覃景嵩 +7 位作者 吴佳蓉 赵近凯 冯彦房 卞荣军 郑聚锋 张旭辉 李恋卿 潘根兴 《农业资源与环境学报》 CAS CSCD 北大核心 2026年第2期366-376,共11页
为探究稻壳炭基复合肥替代市售复合肥对砂质稻田土壤氨(NH3)挥发、氧化亚氮(N2O)排放及水稻产量和氮肥农学效率的影响及其影响因素,本研究采用土柱试验法,设置CK(不施肥)、商品复合肥A(N-P2O5-K2O=15-10-10)、商品复合肥... 为探究稻壳炭基复合肥替代市售复合肥对砂质稻田土壤氨(NH3)挥发、氧化亚氮(N2O)排放及水稻产量和氮肥农学效率的影响及其影响因素,本研究采用土柱试验法,设置CK(不施肥)、商品复合肥A(N-P2O5-K2O=15-10-10)、商品复合肥B(N-P2O5-K2O=15-15-15)和炭基复合肥(N-P2O5-K2O=15-10-10,11%生物质炭)4个处理,通过连续气流法和静态暗箱法测定水稻主要施肥期土壤NH3挥发和N2O通量,分析等氮条件下炭基复合肥料施用对土壤NH3挥发、N2O排放和水稻产量的影响及其与关键环境因子之间的关系。结果表明,与复合肥A和复合肥B处理相比,炭基复合肥处理下土壤NH3挥发分别增加了55.72%和56.85%,而土壤N2O累积排放量分别降低了67.82%和58.03%。土壤NH3挥发与土壤pH值和脲酶活性呈显著相关(P<0.05),土壤N2O排放通量与土壤NH4+-N和NO3--N含量、土柱表面水pH值和NH4+-N含量及产量均呈极显著相关(P<0.01)。研究表明,不同施肥条件下土壤pH值和脲酶活性是影响NH3挥发的重要因子,而N2O排放则受土壤NH4+-N和NO3--N含量、土柱表面水pH值和NH4+-N含量的影响。炭基复合肥处理与常规复合肥处理对水稻产量和氮肥农学利用率的影响不显著。施用炭基复合肥替代常规市售复合肥料,在水稻稳产的同时显著降低土壤N2O排放,但增加了氨挥发排放的风险。 展开更多
关键词 炭基肥 氨挥发 氧化亚氮 肥料农学效率 水稻
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枯水期地表水流域N2O产生潜势及其微生物驱动机制 认领 引用
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作者 王旭敏 潘晨辉 +4 位作者 唐飞 赵斯雯 孙立博 蒋佳益 宋佳秀 《中国环境科学》 EI CAS CSCD 北大核心 2026年第2期945-952,共8页
以淡水沉积物及岸边带土壤为研究对象,沿着漕河上游至下游进行沉积物和岸边带土壤样品的采集,通过测定N2O产生潜势,结合理化性质和微生物群落特征,探讨了沉积物和岸边带土壤N2O各产生途径的空间贡献率及微生物驱动机制.结果显示:... 以淡水沉积物及岸边带土壤为研究对象,沿着漕河上游至下游进行沉积物和岸边带土壤样品的采集,通过测定N2O产生潜势,结合理化性质和微生物群落特征,探讨了沉积物和岸边带土壤N2O各产生途径的空间贡献率及微生物驱动机制.结果显示:硝化反应是漕河流域N2O产生的主要途径;上游是漕河流域N2O产生的热区;相比于岸边带土壤,沉积物为河流生态系统N2O产生的主要贡献者.N2O各途径产生潜势不仅受环境因子(含水率、有机碳(TOC)、pH值及氨氮(NH4+-N)浓度等)的影响,还受N2O产生者和还原者的功能基因和微生物群落结构的影响.NH4+-N浓度是决定群落组成差异性的最主要的环境因子.亚硝化单胞菌属(Nitrosomonas)、纤维弧菌属(Cellvibrio)、披毛菌属(Gallionella)和还原硫酸盐互营杆菌属(Syntrophobacter)是驱动硝化过程的关键菌属.上述结果阐明了河流氨氮污染通过加强硝化过程促进N2O释放的机制,为河流N2O的减排控制提供了理论依据. 展开更多
关键词 温室气体 硝化 反硝化 N2O产生潜势 功能基因
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小麦秸秆与生物炭配比对石灰性潮土N2O气体排放的影响 认领 引用
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作者 吕金岭 张燕 +4 位作者 纪朝凤 骆晓声 李太魁 肖强 董文旭 《农业资源与环境学报》 CAS CSCD 北大核心 2026年第2期424-433,共10页
为探明秸秆与秸秆生物炭配比对典型碱性土壤N2O排放的影响,本研究以石灰性潮土为研究对象,设置CK(空白对照)、CK200(200 mg·kg-1硫酸铵溶液,以N计,下同)、C(小麦秸秆生物炭+CK200)、S(小麦秸秆+CK200)以及三种组合方式(3/4SC... 为探明秸秆与秸秆生物炭配比对典型碱性土壤N2O排放的影响,本研究以石灰性潮土为研究对象,设置CK(空白对照)、CK200(200 mg·kg-1硫酸铵溶液,以N计,下同)、C(小麦秸秆生物炭+CK200)、S(小麦秸秆+CK200)以及三种组合方式(3/4SC、1/2SC和1/4SC)共计7个处理,开展室内培养试验。结果显示,小麦秸秆与秸秆生物炭配比显著促进了石灰性潮土N2O气体排放,尤其3/4SC处理的N2O累积排放量达到1459μg·kg-1,是S处理的2.0倍;其次为1/2SC处理,N2O累积排放量为909μg·kg-1,是S处理的1.2倍;再次为1/4SC处理,N2O排放略高于S处理,但无显著差异(P>0.05);而C处理的N2O累积排放量显著低于S处理,仅是S处理的0.72倍。线性相关性结果显示,除CK处理外,氮添加处理的N2O排放量与NO2--N和NO3--N含量存在显著的线性相关性(P0.05);同时发现,相比S处理,1/2SC和C处理的AOA和nirS、nirK、nosZ功能基因的丰度显著降低(P<0.05),但AOB功能基因丰度无明显差异,说明生物炭对石灰性潮土硝化作用中氨氧化过程影响不大;1/2SC和C处理相比S处理拥有更低的反硝化功能基因nirS、nirK和nosZ拷贝数(P<0.05),说明秸秆生物炭添加抑制石灰性潮土反硝化功能微生物的丰度;同时1/2SC处理的(nirS+nirK)与nosZ的比值(6.6)高于S处理(5.3)和C处理(4.8),说明全量炭添加可以抑制石灰性潮土反硝化过程N2O的产生,但两者配比可能加剧反硝化过程N2O的产生。研究表明,小麦秸秆与秸秆生物炭配比在常规氮添加下并未抑制石灰性潮土N2O气体排放,甚至加剧N2O的排放,纯秸秆生物炭还田更有益于石灰性潮土N2O的减排。 展开更多
关键词 小麦秸秆 生物炭 配比 N2O排放量 石灰性潮土 功能基因
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土地利用与施肥对黑土N2O排放的影响:基于15N示踪的硝化与反硝化贡献分析 认领 引用
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作者 郎漫 毛涛 +2 位作者 张君岳 钟文 李平 《植物营养与肥料学报》 CAS CSCD 北大核心 2026年第6期1216-1225,共10页
【目的】探讨土地利用变化和施肥对N2O排放量及其产生过程的影响,深入理解土壤N2O排放的影响因素和作用机制,为合理施肥及温室气体减排提供科学依据。【方法】以荒地土壤和不同施肥处理(无肥、氮磷肥、氮磷配施有机肥)农田土壤为... 【目的】探讨土地利用变化和施肥对N2O排放量及其产生过程的影响,深入理解土壤N2O排放的影响因素和作用机制,为合理施肥及温室气体减排提供科学依据。【方法】以荒地土壤和不同施肥处理(无肥、氮磷肥、氮磷配施有机肥)农田土壤为研究对象,采用15N同位素成对标记技术(15NH4NO3、NH415NO3),在25℃和60%最大持水量(WHC)条件下开展7天室内培养试验,于不同培养时间测定土壤铵态氮、硝态氮含量及其15N丰度,N2O的排放量及其15N丰度,分析不同土地利用方式和施肥条件下土壤N2O排放量,计算硝化和反硝化过程对N2O排放的贡献。【结果】土地利用变化和施肥方式对N2O排放具有显著影响。荒地土壤N2O排放速率[N2O-N 23.9 ng/(kg·h)]显著低于农田土壤。与无肥处理相比,施肥显著促进N2O排放,氮磷处理N2O排放速率[N2O-N 146 ng/(kg·h)]是无肥处理[N2O-N 77.9 ng/(kg·h)]的1.87倍,氮磷配施有机肥处理N2O排放速率最高[N2O-N 222 ng/(kg·h)],分别为无肥处理和氮磷处理的2.85和1.52倍。培养期间各处理N2O排放比率顺序为氮磷配施有机肥>氮磷>无肥>荒地,数值介于0.012%~0.029%。土壤排放的N2O同时来自硝化和反硝化过程,其中硝化过程的贡献为83.1%~89.4%,且N2O排放速率与初级硝化速率呈显著正相关,表明硝化过程是主要的N2O排放来源。荒地、无肥和氮磷处理土壤反硝化过程对N2O排放的贡献分别为10.6%、10.2%和13.1%,而氮磷配施有机肥处理土壤反硝化贡献显著增至16.9%。【结论】土地开垦利用促进土壤氮素硝化和反硝化过程,增加N2O排放。施肥显著促进农田土壤N2O排放,尤其氮磷配施有机肥处理下N2O排放量显著高于无肥和氮磷处理。硝化过程是黑土N2O排放的主要来源,反硝化过程的贡献也不容忽视。施肥尤其是氮磷配施有机肥显著提高了反硝化过程对N2O排放的贡献率。因此,控制硝化和反硝化过程是减少氮肥损失、降低N2O排放的关键。 展开更多
关键词 硝化 反硝化 N2O 土地利用方式 施肥
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闽江河口短叶茳芏湿地近地气层N2O浓度变化对氮负荷增强的响应 认领 引用
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作者 廖宇晨 孙志高 +5 位作者 方冠荣 李尔恒 刘欣 武慧慧 姚钦予 钟小瑛 《生态学报》 CAS CSCD 北大核心 2026年第8期4207-4222,共16页
基于2021年3月开展的野外氮负荷增强试验,通过3年的持续输氮,探讨了2024年春季、夏季、秋季和冬季不同氮负荷处理下(NN:对照处理;NL:低氮处理;NM:中氮处理;NH:高氮处理)湿地近地气层的N2O浓度变化。结果表明,近地气层N2O浓度的变... 基于2021年3月开展的野外氮负荷增强试验,通过3年的持续输氮,探讨了2024年春季、夏季、秋季和冬季不同氮负荷处理下(NN:对照处理;NL:低氮处理;NM:中氮处理;NH:高氮处理)湿地近地气层的N2O浓度变化。结果表明,近地气层N2O浓度的变化范围在春季、夏季、秋季和冬季分别介于0.344—0.346μL/L、0.368—0.382μL/L、0.340—0.346μL/L和0.353—0.358μL/L,均值分别为0.345μL/L、0.373μL/L、0.343μL/L和0.356μL/L。不同处理下的N2O浓度均在夏季最高,而在秋季最低;随着氮负荷水平升高,近地气层N2O浓度在春季变化不大,在夏季整体降低,而在秋季和冬季均呈增加趋势。不同处理下近地气层的N2O浓度变化在短时段内差异较大。输氮前0 h(t0)时刻中、低氮负荷处理(NL和NM)下的N2O浓度均以夏季最高,而输氮后1 h(t1)和输入氮3 h(t3)时刻不同处理下的N2O浓度均以夏季最低,原因可能与夏季植物生长旺盛,其在短期内对外源氮的竞争吸收与利用有关。随距地面高度的增加,不同处理下近地气层的N2O浓度在各时刻的0.0—0.3 m高度均降低,而在0.3—1.5 m高度则趋于平稳。在t0和t1时刻,相同高度的N2O浓度整体均以高氮处理(NH)最低;但在t3时刻,各高度的N2O浓度均随氮负荷水平的升高而增加。研究发现,近地气层N2O浓度的时间变化取决于土壤养分、温度和植物生长状况,而垂直变化主要受风速、植物株高及密度的影响。 展开更多
关键词 N2O 氮负荷 季节变化 短叶茳芏 闽江河口
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有无秸秆耦合不同氮量对石灰性潮土N2O排放的影响 认领 引用
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作者 张辉 吕金岭 +5 位作者 纪朝凤 骆晓声 梁少民 肖强 沈玉文 董文旭 《中国土壤与肥料》 CAS CSCD 北大核心 2026年第6期34-42,共9页
秸秆还田与离田及氮素投入量的不同导致石灰性潮土N2O排放量存在很大的空间变异。为了探明这种变异幅度对N2O排放的影响程度,设置S组(1%干土质量秸秆添加,模拟秸秆还田)与NS组(模拟秸秆离田)2种方式,以及N 0、100、200、300和500 ... 秸秆还田与离田及氮素投入量的不同导致石灰性潮土N2O排放量存在很大的空间变异。为了探明这种变异幅度对N2O排放的影响程度,设置S组(1%干土质量秸秆添加,模拟秸秆还田)与NS组(模拟秸秆离田)2种方式,以及N 0、100、200、300和500 mg·kg-1共5个氮素梯度,共10个处理,开展室内培养试验。结果显示,N 0 mg·kg-1添加下,NS组的N2O排放量显著高于S组,N 100 mg·kg-1添加下,NS与S组的N2O的排放量无显著差异,而当氮素投入量超过N 100 mg·kg-1时,S组的N2O排放量显著高于NS组,其中S组在N 200、300和500 mg·kg-1添加时的N2O排放量分别是NS组的1.39、1.47和2.35倍;同时发现,NS与S组的矿质氮(Nmin,包括NH4+-N、NO3--N和NO2--N)均随着氮添加量的增加而显著增加;其中S与NS组的N2O排放量与NO2--N浓度呈显著线性正相关关系,而与NH4+-N和NO3--N的相关性较弱。拟合曲线显示,S组N2O的排放量随氮素投入量的增加呈显著的指数增长趋势,而NS组则基本为线性增长趋势。此外,NS组N2O的排放系数随着氮素投入量的增加而逐步降低,而S组N2O的排放系数随着氮素投入量的增加而增加,其主要原因归结为秸秆添加耦合高氮提升土壤碳氮比,激发关键功能微生物丰度,从而诱导N2O气体的产生。基于以上结论,本研究认为秸秆有无添加在不同氮素梯度下对N2O排放的影响程度存在极显著差异,未来在预测农田系统N2O排放时,应充分考虑秸秆有无还田耦合不同氮素带来的影响。考虑到培养试验环境因素的单一性,后续还需要进一步开展田间试验确定排放系数。 展开更多
关键词 秸秆添加 氮梯度 室内培养试验 N2O排放 激发性增长
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活性炭负载纳米铁材料对人工湿地脱氮和N2O排放的影响 认领 引用
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作者 郝桂珍 范慧双 +2 位作者 张南南 李振河 徐利 《环境工程技术学报》 CAS CSCD 北大核心 2026年第1期148-157,共10页
人工湿地是污水处理厂尾水深度处理的有效手段,但尾水中碳氮比(C/N)较低且化学需氧量(COD)难以被利用,导致传统人工湿地处理该类尾水时存在硝化、反硝化反应不完全的问题,且有大量N2O气体(温室气体)产生并逸出至大气,生态效益欠佳。... 人工湿地是污水处理厂尾水深度处理的有效手段,但尾水中碳氮比(C/N)较低且化学需氧量(COD)难以被利用,导致传统人工湿地处理该类尾水时存在硝化、反硝化反应不完全的问题,且有大量N2O气体(温室气体)产生并逸出至大气,生态效益欠佳。针对该问题,制备了活性炭负载纳米铁材料Fe-AC,设计构建了三组人工湿地(CW1、CW2、CW3),分别填加纯砾石(空白对照)、砾石+3%Fe-AC、砾石+8%Fe-AC,模拟污水处理厂尾水的低C/N水质,利用铁与碳两极间的电位差形成的微电解原理强化人工湿地的脱氮过程,探究不同Fe-AC投加比例对人工湿地脱氮和N2O减排的影响,并分析其影响机制。结果表明:Fe-AC在人工湿地中可自发形成原电池释放电子和[H],作为电子供体促进氮的转化和提高微生物的活性。在人工湿地模拟进水COD 28 mg/L、TN 18 mg/L,即C/N=1.5的条件下,CW1、CW2、CW3的出水COD分别稳定在6.0、4.5、4.0 mg/L,去除率达到72%、83%、85%;总氮(TN)浓度分别稳定在14.0、0.5、0.4 mg/L,去除率达到22%、97%、97%,加入Fe-AC的人工湿地对COD和TN的去除效果显著;CW1、CW2和CW3的N2O排放量分别为1 330.87、629.86、576.49μg/(m2·h),与空白对照组(CW1)相比,CW2和CW3对N2O的减排率分别达到52.72%和56.52%,加入Fe-AC对人工湿地N2O的减排效果明显;加入Fe-AC的CW2和CW3内部拟杆菌门和甲基营养型菌属的丰度明显提高,其他与反硝化和有机物降解有关的功能菌也得到筛选和优化。综合三组人工湿地的运行效果,CW2中加入3%的Fe-AC即可满足对人工湿地脱氮效果的提升和N2O气体的减排,比CW3中8%的Fe-AC更加经济合理。 展开更多
关键词 人工湿地 铁碳微电解 低碳氮比 N2O 反硝化
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容积比和HRT对A2/O低氧脱氮除磷的影响 认领 引用
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作者 云玉攀 丁金蝶 +4 位作者 薛世玉 王晓磊 侯成林 李洪瑞 苗志加 《中国给水排水》 CAS CSCD 北大核心 2026年第7期58-64,共7页
考察了A2/O低氧运行时(DO为0.5~1.0 mg/L),系统厌氧、缺氧、好氧区的容积比和水力停留时间(HRT)对去除低C/N污水中氮、磷效果的影响。结果表明,在没有外部碳源投加情况下,合理控制系统厌氧、缺氧、好氧区容积比和HRT,污水中的COD、NH... 考察了A2/O低氧运行时(DO为0.5~1.0 mg/L),系统厌氧、缺氧、好氧区的容积比和水力停留时间(HRT)对去除低C/N污水中氮、磷效果的影响。结果表明,在没有外部碳源投加情况下,合理控制系统厌氧、缺氧、好氧区容积比和HRT,污水中的COD、NH4+-N、TN和PO43--P等均能被高效去除。当HRT为12 h、V厌氧∶V缺氧∶V好氧为3∶4∶7时,COD被有效去除,且去除率高达91.2%,出水COD低于20 mg/L。进水中的COD主要在厌氧区被去除,其被聚磷菌(PAOs)和聚糖菌(GAOs)用于合成细胞内碳源PHA。当HRT为9 h、V厌氧∶V缺氧∶V好氧为4∶4∶6时,系统可以达到稳定的脱氮除磷效果,TN、PO43--P出水分别小于11、0.5 mg/L,去除率分别为81%、89.2%。系统对磷的去除主要通过缺氧反硝化除磷和好氧吸磷过程来实现,其中反硝化除磷是主要途径。系统脱氮以缺氧区的内源反硝化、反硝化除磷作用为主,并且伴随好氧区的短程硝化、同步硝化反硝化过程。另外,对系统进行菌群丰度和多样性分析发现,系统中起脱氮除磷作用的微生物主要为聚糖菌(Candidatus_Competibacter)、反硝化细菌(Azospira、Terrimonas和Dechloromonas)、硝化细菌(Nitrospira、Nitrosomonas)及反硝化聚磷菌(Hyphomicrobium)。 展开更多
关键词 A2/O工艺 低氧 脱氮除磷 容积比 水力停留时间
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