城市水系统工程技术--聚文网

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内容简介

水环境是近年来诞生的新概念。所谓水环境就是水生态环境。地球上的水在其循环过程中所形成的大海、江川、湖泊以及地下径流为地球万物创造了生存和繁衍的必要条件，是充满生机的水环境。水是人类社会赖以生存和不可替代的物质资源。从人类社会的视角而言，水域水量、水质及其中的多样生态系和水域周边的自然与人文景观就是水环境。人类从水环境中取水，用后又排放给水环境。一切生物均在水的自然运动中从事水事活动。现代社会人口过度集中和增长，科技高度发展，工业靠前发达，人类生产、生活所产生的一切污染物包括人工合成物质源源不断地排入江河。水资源短缺和水污染的水危机正威胁到人类社会的发展甚至人类的生存和繁衍。维护和恢复健康的水环境，实现水资源的可持续利用是人类当前面临的最迫切任务。由人类社会用水新理念产生相应的工程学系统，可称之为城市水系统工程学。与传统意义的给水排水工程学相比，有质的突破：
(1) 城市水系统工程学研究人类用水的健康循环，意在使上游城市用水不影响下游水体功能，水的社会循环不破坏自然循环规律。实现人类社会用水系统与水的自然循环规律相协调。
(2) 城市水系统工程学不单纯研究城市的供水与排水系统，它是将城市置于流域整体水环境之中，统筹水资源规划和其工程措施。
(3) 城市水系统工程学不仅着眼于自然水资源和节能减排，更重在污水再生资源、节水节源，强调节制用水和水的循环使用。
(4) 城市水系统工程学强调能源与物质的回收和利用，如污水和污泥中有机能源的回收，N、P、K在作物与土壤中的循环，从而为循环性社会提供物质基础。
本书名曰城市水系统工程技术，是张杰院士和他的学生在该领域多年研究成果的凝炼，全书共分7章。第1章水环境恢复与城市水系统健康循环理论与方略；第2章生活饮用水中铁、锰离子的生物去除技术；第3章好气滤池与污水深度处理；第4章生物脱氮除磷机制与污水再生全流程优化，着重厌氧氨氧化和反硝化除磷的近期新研究成果；第5章给水排水管网优化；第6章制药废水处理技术；第7章工程设计与运行。全书层次清晰，内容浑然一体，各章中不乏原创性成果。本书可供给水排水工程、市政工程、环境工程专业决策设计人员、研究人员和运行管理人员参考，也可做本科生、硕士、博士研究生教学，科研参考用书。
本书前沿技术开发研究得到了城市水资源与水环境国家重点实验室基金资助，在此致以谢意。

第1章水环境恢复与城市水系统健康循环理论与方略
1.1 水资源与水环境
1.1.1 为我国水环境恢复而努力
1.1.2 水资源、水环境与城市污水再生回用
1.2 水环境恢复方略
1.2.1 我国水环境恢复工程方略
1.2.2 社会用水健康循环是循环型城市的基础
1.2.3 中国城市排水系统功能的变革
1.2.4 城市污水处理厂污泥的处置与农业的可持续发展
1.2.5 综合资源规划和需求方管理应用于水行业
1.3 水健康循环理论在城市水系统规划中的应用
1.3.1 深圳特区城市中水道系统规划研究
1.3.2 深圳特区水资源的可持续利用
1.3.3 珠江三角洲经济区污水系统设计原则
1.3.4 哈尔滨市污水资源化问题研究
1.3.5 城市水系统健康循环研究战略规划
1.3.6 流域和城市水资源健康循环战略规划实例
第2章生活饮用水中铁、锰离子的生物去除技术
2.1 地下水除铁除錳工艺技术进展
2.1.1 地下水除铁除锰现代观
2.1.2 地下水除铁工艺与适用条件
2.1.3 强氧化剂除锰原理与应用
2.1.4 生物固锰除锰技术的确立
2.2 地下水中铁锰离子同层去除研究
2.2.1 生物滤层同时去除地下水中铁、锰离子研究
2.2.2 生物滤层中Fe2+的作用及对除锰的影响
2.2.3 除铁除锰生物滤层内铁锰去除的相关关系
2.2.4 除铁除锰生物滤层内铁的氧化去除机制探讨
2.2.5 生物滤层中锰去除反应动力学研究
......
7.3 长春市第二水源供水系统设计经验评述
7.4 高锰酸钾预氧化替代预氯化的实用性
7.5 焦化废水处理设计中几个问题的探讨
7.6 黑龙江化工厂焦化废水处理厂设计运转
7.7 大连开发区污水厂的生物除磷实践

摘要

    第1章
    水环境恢复与城巿水系统健康循环理论与方略
    地球上的水在水圈、大气圈、岩石圈、生物圈不断地进行着往复循环，遵循着固有的运动规律。究其规律而言：水是循环性的资源，是可再生资源，但是参加水自然循环的水量又是极为有限的。人们的水事活动，即工业、农业、城市的取水、用水和排放，是置于水自然循环基础上的人为水循环，也称为社会水循环，他是自然大循环的支路，因此社会水循环的水量和水质与水的自然循环运动有着密切的联系。流域间水资源的随意调动和取用，水质的肆意污染，严重损害自然循环，造成水资源的恶化和水资源短缺。往昔，50年前，100年前或者更久远，工业和城市不发达，人类用水分散、取水总量少，不足以干扰自然水循环的过程。于是人们漠视水的珍贵，误认为水与阳光、空气一样是取之不尽、用之不竭的。但时至今日，在高度工业化和后工业化的时代，用水量剧增，污水水质恶劣，人们仍然随意取用，肆意排放，就超出了水体的自净能力和水自然循环所能承担的限度，出现了污染、断流、湿地干涸等现象，使水的循环陷入了病态，产生了水危机。要解决人类社会的水危机，经济和社会的发展必须与水资源、水环境相协调，必须遵守水自然循环的客观规律。规范人类社会的水事活动，使水的社会循环不影响、不破坏水的自然循环。要充分体现水可再生使用的属性，实现社会水系统的健康循环。
    面对中国和世界的水危机，人类对用水模式应该进行深刻的反思。
    传统的用水模式是将给水系统和排水系统割裂开来分别研究。为了满足城巿人口剧增，需水量越来越大的要求，取水量也越来越大，取水距离越来越远，乃至不远百里、千里跨流域调水。而用后的水，不经再生净化，甚至不经处理肆意排放到江河湖海，污染了下游和全流域。
    所以，城市水系统应把城市的给水工程和排水工程当成一个完整的城巿用水循环系统来研究，不但研究给水和排水工程本身，还要研究城市用水循环与自然水文循环规律以及他们的相互作用关系，更要探求如何使城市的用水循环适应于水文循环的规律，从而满足生态环境用水和人类社会可持续用水的需求。建立一个流域内上下游间、现代与后代间水资源共享的可持续发展用水模式。这就是所谓的社会（城巿）用水的健康循环。
     ......

城市水系统工程技术

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