具体描述
好的，这是一本关于现代水处理技术与可持续发展的深度专著的简介，该书内容完全不涉及“Iwsa International Specialized Conference on Activated Carbon in Drinking Water Treatment”。 --- 《现代水处理技术与可持续发展：面向全球水资源挑战的创新路径》 本书聚焦于当前全球水资源面临的严峻挑战，系统性地梳理和探讨了从宏观政策制定到微观工程实践的各个层面，旨在为水务工程师、环境科学家、政策制定者以及相关领域的研究人员提供一套全面、前瞻且具有实操性的技术与战略框架。 第一部分：全球水资源态势与挑战的深度剖析 本书开篇即构建了一个宏大的背景，深入分析了当前驱动全球水处理技术变革的关键因素。 第一章：气候变化、人口增长与水安全（Water Security）的相互作用 本章超越了传统的水资源评估模式，探讨了气候变化如何通过极端天气事件（如长期干旱和洪水）直接影响地表水和地下水的可利用性和水质稳定性。详细分析了城市化进程中人口密度增加对现有水基础设施构成的压力，特别是对于新兴经济体和特大城市群的冲击。讨论了水安全概念的深化，不再局限于“水量足够”，而是扩展至“水质可靠性”和“分配公平性”。 第二章：新兴污染物（CECs）的识别、风险评估与监管空白 这是本书最为关键的章节之一。它详尽考察了在传统饮用水处理工艺中难以有效去除的新兴污染物（Contaminants of Emerging Concern, CECs）。内容涵盖了： 微塑料（Microplastics）：来源分析、在水循环中的迁移路径，以及对生态系统和人类健康的潜在生物累积效应的最新研究进展。 全氟和多氟烷基物质（PFAS）：作为“永久化学品”，其在水体中的持久性、全球分布现状，以及对其毒理学特性和环境持久性的深入探讨。 药物残留物与个人护理产品（PPCPs）：探讨了抗生素耐药性基因（ARGs）通过水循环传播的风险，以及内分泌干扰物（EDCs）对生物体发育的长期影响。 本章特别强调了当前监管框架在应对这些新型污染物方面的滞后性，并提出了基于风险阈值的、前瞻性的监管建议。 第三章：水务系统的韧性与老旧基础设施的现代化 本章关注支撑现代社会的“隐形资产”——水务基础设施。详细分析了老龄化水管网络带来的漏损（Non-Revenue Water, NRW）问题，不仅是资源浪费，更是次生污染的潜在入口。引入了“水务系统韧性”（Water System Resilience）的概念，探讨了如何通过数字化技术和分布式系统设计，提高管网在自然灾害或人为破坏下的快速恢复能力。 第二部分：创新驱动的下一代水处理技术 本部分是本书的技术核心，深入剖析了突破传统工艺限制的前沿技术，并侧重于能效和资源回收。 第四章：膜分离技术的高级应用与能耗优化 本书并未停留在对传统纳滤（NF）和反渗透（RO）的简单介绍，而是着重于： 正渗透（Forward Osmosis, FO）技术：作为低能耗脱盐的潜力技术，详细论述了其驱动剂的选择（Draw Solution）与再生策略，以及在处理高盐度废水中的实际应用案例。 膜生物反应器（MBR）的升级：探讨了如何通过优化膜材料和提高抗污染性，使MBR在能源效率和污泥产出方面达到更优的平衡，特别是在紧凑型处理厂中的部署。 电驱动膜技术（Electrically Driven Membrane Processes）：如电渗析（ED）和电容去离子（CDI），分析了其在低能耗脱盐和特定离子选择性去除方面的优势，以及其与可再生能源的耦合潜力。 第五章：高级氧化工艺（AOPs）的机制与效能提升 本章全面评估了用于降解难降解有机物的AOPs。重点比较了不同AOPs（如臭氧氧化、Fenton/类Fenton、紫外光/过氧化氢、光催化）的机理差异、副产物生成控制以及反应器的优化设计。 特别关注了非均相光催化反应器的流体力学设计，如何通过优化光照穿透深度和催化剂负载方式，实现更高的量子效率和更稳定的运行周期。同时，深入讨论了AOPs在产生有益副产物（如通过选择性氧化去除特定污染物）方面的潜力。 第六章：资源回收与循环水利用：从“废水”到“城市矿藏” 本书大力倡导水循环经济模型。本章详细阐述了从废水中回收有价物质的技术路径： 营养物质回收：重点介绍鸟粪石（Struvite）沉淀技术在磷回收中的工业化应用，以及氮循环的精细控制（如短程硝化反硝化）。 能源回收与沼气优化：分析了厌氧消化过程的优化策略，包括底物预处理和产甲烷菌的调控，以最大化生物能源的产出。 水回用（Water Reuse）的分类与标准：详细解析了不同回用水标准（如景观用水、工业冷却用水、甚至非饮用再生水）的技术要求，特别是针对特定行业（如半导体制造、食品加工）的定制化水质标准。 第三部分：智慧水务与可持续水资源管理 最后一部分将技术落地到管理实践，探讨数字化、政策和金融机制在未来水务中的作用。 第七章：数字孪生与物联网（IoT）在水务中的集成应用 本章介绍了“智慧水务”的核心技术栈： 传感器网络与数据采集：探讨了低成本、高精度的在线水质传感器的发展及其在早期预警系统中的作用。 数字孪生（Digital Twin）建模：如何构建水处理厂和供水管网的虚拟副本，用于实时模拟、故障诊断、能耗预测和“假设情景”（What-if Scenario）分析。 人工智能与机器学习在运营优化中的角色：利用AI算法优化混凝剂投加、反冲洗周期以及预测设备故障，从而降低运营成本和提高出水水质的稳定性。 第八章：水资源管理的政策工具与跨界协作 本书强调技术必须依托于有效的政策和经济激励。本章分析了多种政策工具的有效性： 水权交易与市场化机制：探讨在区域水资源紧张背景下，建立公平、透明的水权交易市场如何激励用水效率的提升。 绿色基础设施（Green Infrastructure, GI）的价值评估：论述了湿地、透水铺装等自然解决方案（Nature-Based Solutions, NBS）在雨洪管理和水质改善中的生态经济价值，并探讨如何将其纳入主流城市规划。 公私伙伴关系（PPP）模式的风险与机遇：分析了不同PPP模式在水务基础设施建设和运营中的适用性，特别是如何平衡私营部门的效率追求与公共服务的可负担性。 第九章：面向未来的可持续水管理战略蓝图 总结全书，本章提出了一个整合性的未来框架。它呼吁从“点对点”的末端治理转向“流域尺度”的综合管理。重点阐述了如何通过生态系统服务付费（PES）机制，激励上游保护水源地的行为，从而实现更具成本效益和环境效益的水源地保护。本书最终的落脚点在于，构建一个适应性强、资源高效利用且社会公平的水务系统，以确保跨代际的水资源可持续性。 --- 目标读者： 环境工程、化学工程、土木工程（水利方向）的本科生、研究生、水务部门的工程师、水处理厂的运营管理人员、政府环境部门的决策者，以及关注水科技创新的投资者。 本书特点： 内容前沿、技术深入、案例丰富、战略视野宏大，是理解和应对二十一世纪水资源复杂性挑战的必备参考书。
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