Natural Wastewater Treatment Systems (Civil and Environmental Engineering) pdf epub mobi txt 电子书下载 2026

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出版者:CRC

作者:Ronald W. Crites

出品人:

页数:576

译者:

出版时间:2005-08-24

价格:USD 175.95

装帧:Hardcover

isbn号码:9780849338045

丛书系列:

图书标签:

Wastewater Treatment
Natural Treatment Systems
Civil Engineering
Environmental Engineering
Water Quality
Sustainable Engineering
Ecosystems
Constructed Wetlands
Bioremediation
Water Resources

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具体描述

Although initially based purely on environmental principles of reuse and recycling, natural waste treatment systems proved to have economic advantages over mechanical systems in many cases, being less expensive to build and operate as well as requiring less energy. Thus, natural waste treatment methods re-emerged even as advanced wastewater treatment technologies exploded in growth. Reflecting this burgeoning popularity, "Natural Wastewater Treatment Systems" is the first book to integrate all the major types of natural treatment systems into a single source. Beginning with an overview of the types of natural treatment systems, the book outlines the planning, feasibility assessment, and site selection processes unique to natural processes as well as the basic process responses and interactions governing natural systems. The authors then examine the systems in detail, discussing wastewater pond systems, free water surface constructed wetlands, subsurface and vertical flow constructed wetlands, land treatment, sludge management, and onsite wastewater systems. They illustrate the practical aspects through 30 examples; include 178 data tables for comparing costs, performance, and constraints; and describe new approaches to partially mixed ponds, including dual-powered aeration ponds. Written by eminent experts in natural waste treatment, "Natural Wastewater Treatment Systems" is an invaluable tool for selecting, planning, and implementing ecologically and economically sound wastewater treatment systems.

城市水处理与资源化：理论、技术与实践本书旨在深入探讨现代城市水处理领域的前沿理论、关键技术以及工程实践，为环境工程师、市政规划者和相关研究人员提供一个全面、系统的参考框架。全书结构严谨，内容涵盖了从水质特征分析到高级处理工艺的各个环节，强调可持续发展和资源化利用的理念。 --- 第一部分：城市水系统基础与水质特征分析本部分首先奠定了理解城市水处理过程的理论基础。我们详细阐述了城市供水和排水系统的基本水力学原理与网络设计规范。重点分析了城市污水（包括生活污水、工业废水和雨洪径流）的物理、化学和生物学特性。 1.1 城市水循环与水文模型：探讨城市化对区域水文过程的影响，包括不透水面积增加导致的雨洪峰值变化。介绍用于模拟地表径流和地下水补给的集总式和分布式水文模型，这些模型是规划初期雨水控制设施和污水收集系统的基础。 1.2 污水水质参数的深度解析：详细讲解 BOD、COD、TOC、营养盐（氮、磷）以及微量污染物（如内分泌干扰物和新兴污染物）的测定方法、意义及其在不同负荷条件下的变化规律。特别是对活性污泥系统中关键微生物种群对这些污染物的降解动力学进行了详尽的数学描述。 1.3 风险评估与水质安全：引入水质风险评估的概念，分析潜在的生物和化学危害源。讨论如何通过水质监测网络和预警系统来确保处理后出水的环境安全性和公共卫生要求。 --- 第二部分：传统与强化初级/二级处理工艺本部分聚焦于城市污水处理流程中最为成熟和广泛应用的单元操作，并深入探讨其优化和强化策略。 2.1 预处理与固液分离技术：细致剖析格栅、沉砂池的设计参数与运行控制，强调去除固体负荷对后续生化反应器的保护作用。重点介绍各类沉淀池（平流、幅流、辐流）的沉降理论、水力学设计及污泥负荷优化，并对比了不同类型澄清池在去除悬浮物上的效率差异。 2.2 活性污泥法的深度拓展：活性污泥法被视为核心。我们不仅介绍了标准活性污泥法的运行机理，更深入研究了其变型工艺，如A2/O、BAF（生物曝气滤池）和MBR（膜生物反应器）的工程应用。对于活性污泥的絮凝特性、污泥沉降指数（SVI）的控制，以及曝气系统的能耗优化，提供了详细的计算指导和现场调控经验。 2.3 生物营养盐的控制：针对当前水体富营养化的挑战，本章集中论述了生物脱氮除磷（BNR）技术。详细阐述了异养反硝化、自养硝化、厌氧释磷和好氧摄磷的微生物代谢途径，并提供了SBR（序批式反应器）和CAST（循环活性污泥技术）等集成工艺的详细设计参数和运行周期控制策略。 --- 第三部分：高级深度处理与非常规水体处理随着排放标准的日益严格，深度处理和非常规水体的回用成为行业热点。本部分着重介绍如何通过物理化学方法和新兴技术实现水质的进一步提升。 3.1 深度除磷与除氮：针对低浓度营养盐的去除，详细介绍了化学沉淀法（石灰、聚合氯化铝等）的投加量控制与二次污泥处理问题。对于深度脱氮，探讨了膜接触反应器（MCR）和基于特定微生物群落的短程硝化/反硝化（如Anammox工艺）在工业废水和市政污水深度处理中的工程可行性与经济性分析。 3.2 消毒与微污染物控制：详述了氯消毒、紫外线（UV）消毒和臭氧消毒的杀菌机理、剂量控制及副产物（如三卤甲烷）的控制。此外，本章专门辟出章节，系统分析了臭氧氧化、高级氧化过程（AOPs，如Fenton、O3/UV）对药物残留、个人护理品（PPCPs）和全氟化合物（PFAS）的去除效率和反应动力学。 3.3 膜分离技术在水处理中的应用：全面梳理了微滤（MF）、超滤（UF）、纳滤（NF）和反渗透（RO）在水质净化中的应用场景。重点分析了膜污染的机理、清洗维护方案，以及如何通过优化预处理流程来延长膜元件的使用寿命。 --- 第四部分：污泥管理、资源化与可持续性工程污泥处理和处置是水处理厂运营成本和环境影响的主要来源。本部分将视角从水体转向了固体废弃物管理，强调资源的回收利用。 4.1 污泥稳定化与减量化：探讨了污泥的厌氧消化技术，包括中温和高温消化的反应器设计、产甲烷菌群落的维持以及沼气的收集与利用。详细介绍了化学调理（石灰、高分子絮凝剂）和物理调理（污泥浓缩、脱水）工艺的优化，旨在将污泥含水率降至最低。 4.2 污泥的资源化路径：这一部分是全书的亮点之一，关注污泥向价值产品的转化。研究了污泥热解、气化技术在能源回收中的潜力，以及污泥焚烧后的热能回收与灰渣的无害化处理。同时，深入探讨了污泥生产生物炭用于土壤改良或作为吸附剂的可能性，并分析了重金属和病原菌的风险控制。 4.3 水回用与零排放系统：探讨了处理后水回用于工业冷却、景观或市政杂用的技术规范和水质标准。介绍了集中式和分散式水回用系统的设计考量，以及如何通过集成膜技术和深度氧化实现工业园区的近零液体排放（ZLD）目标。 --- 第五部分：工程设计、运营管理与经济性分析最后一部分将理论与实践相结合，提供了工程项目实施的关键指导。 5.1 工艺流程选择与系统集成：提供了一套系统的、基于水质指标和排放要求的工艺流程选择指南。重点讲解了如何对不同规模和负荷变化的污水处理厂进行优化布局和设备选型，特别是对于老旧管网的升级改造方案。 5.2 自动化控制与过程优化：介绍SCADA系统在现代污水处理厂中的应用，如何通过实时传感器数据实现曝气量、回流比和投药量的智能调控。探讨了基于模型预测控制（MPC）的先进控制策略，以应对进水负荷的剧烈波动。 5.3 全生命周期成本（LCC）评估：提供了评估不同处理方案的经济可行性的工具。详细分析了建设成本（CAPEX）和运营成本（OPEX，特别是能耗和药剂消耗）的构成，帮助决策者在环境效益与经济效益之间做出最优平衡。本书的写作风格力求严谨而不失条理，注重对工程原理的深入剖析和对实际工程案例的引用，确保内容既具有前瞻性，又高度贴合当前行业面临的实际挑战。