Wastewater Treatment, Plant Dynamics and Management in Constructed and Natural Wetlands

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出版者:Springer
作者:Jan Vymazal
出品人:
页数:348
译者:
出版时间:2008-05-13
价格:USD 229.00
装帧:Hardcover
isbn号码:9781402082344
丛书系列:
图书标签:
  • ecology
  • constructed_wetland
  • 湿地处理
  • 废水处理
  • 生态系统管理
  • 植物动力学
  • 环境工程
  • 水质净化
  • 生态修复
  • 人工湿地
  • 自然湿地
  • 水资源管理
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具体描述

综合水处理系统设计、运行与可持续性:理论、案例与展望 本书旨在为水处理工程师、环境科学家、规划师以及相关领域的研究人员提供一本全面、深入且具有前瞻性的参考著作,聚焦于现代水处理基础设施的设计、优化、长期运行管理及其在区域水资源可持续性中的关键作用。 本书超越了传统水处理单元操作的简单描述,着重探讨了复杂系统集成、动态过程控制、新兴污染物应对策略,以及如何通过先进的监测与管理方法实现设施的能源效率和资源回收最大化。我们关注的重点是,在日益严格的排放标准、不断变化的来水水质和有限的财政预算背景下,如何构建和维护一个高效、可靠且具有环境韧性的水处理体系。 全书共分为六大部分,涵盖了从基础理论到前沿应用的多个维度: --- 第一部分:现代水处理系统的基础与进化 本部分为理解当代水处理技术奠定了坚实的理论基础,并追溯了其技术发展的脉络。 第一章:水质标准与全球水安全挑战 深入分析了当前国际和区域水质法规的演变,特别是针对传统污染物(BOD、TSS、营养盐)和新兴污染物(PPCPs、微塑料、内分泌干扰物)的限值要求。重点讨论了气候变化、城市化加速对来水负荷和水处理系统稳定性的冲击,并提出了构建适应性水处理系统的必要性。 第二章:活性污泥过程的深入解析与模型 详细阐述了活性污泥系统中的微生物生态学、动力学模型(如ASM1、ASM3的扩展应用)以及过程控制变量(溶氧、污泥龄、F/M比)的相互作用。本章特别关注了生物除磷(EBPR)和生物脱氮(BNR)在高负荷运行中的瓶颈分析与优化策略,引入了先进的同步硝化反硝化(SND)技术。 第三章:物理化学分离技术的集成优化 涵盖了沉淀池、过滤和膜分离技术(微滤、超滤、纳滤、反渗透)的设计参数与性能评估。重点探讨了如何通过优化预处理和反洗策略,提高膜生物反应器(MBR)和传统过滤系统的抗污染性能和运行周期。对颗粒污泥反应器(PFR/UASB)在工业废水和高负荷市政废水中的应用前景进行了技术经济性比较。 --- 第二部分:特定污染物去除的高级技术 本部分专注于解决传统方法难以应对的复杂水质问题,尤其关注对微量和难降解物质的去除。 第四章:新兴有机污染物的行为与去除 系统梳理了药物残留、个人护理产品(PPCPs)、全氟化合物(PFAS)在不同处理阶段的去除效率。重点介绍了臭氧氧化、高级氧化工艺(AOPs,如UV/H2O2、Fenton类反应)的反应机理、反应器设计选择及其在去除特定目标物时的效率与能耗平衡。 第五章:营养盐的强化控制与资源化 超越传统的氮磷去除,本章深入探讨了磷的回收技术,包括鸟粪石(Struvite)沉淀、生物/化学结晶法。同时,讨论了厌氧氨氧化(Anammox)技术在降低脱氮能耗方面的突破性应用,以及如何将氮、磷转化为农业可用资源。 第六章:重金属、痕量毒物与微生物风险控制 分析了工业废水和市政混合废水中重金属的形态转化与去除路径。详细介绍了离子交换、特异性吸附剂的选择与再生技术。此外,本章还涵盖了出水消毒环节的优化,比较了氯化、紫外(UV)消毒与臭氧消毒在控制细菌和病毒残留风险方面的优劣,并探讨了抗生素耐药性基因(ARGs)的迁移与控制。 --- 第三部分:设施设计、运营管理与过程控制 本部分将理论知识转化为实际工程管理和操作的工具。 第七章:水处理厂的动态过程控制系统(DPS) 详细介绍了如何利用传感器技术、数据采集与监控系统(SCADA)构建先进的、闭环的控制策略。本章强调了基于实时负荷预测和微生物活性监测(如ATP、在线ORP)的控制优化,以应对负荷的日变化和季节波动,实现过程的平稳运行。 第八章:污泥处理与稳定化的系统整合 将污泥处理视为独立的子系统进行分析。探讨了污泥的浓缩、脱水技术(离心机、板框压滤机)的效率提升。深入分析了污泥热解、厌氧消化过程的优化,特别是协同消化技术在提高沼气产率和减少剩余污泥量方面的应用。 第九章:设施规划、能耗优化与生命周期成本(LCC)分析 提供了一套系统的工程经济学评估方法,用于比较不同工艺路线的长期成本效益。重点分析了曝气系统、泵送和搅拌设备的能耗管理,引入了“能源中性”或“能源正向”水处理厂的设计理念和实现路径。 --- 第四部分:非常规水源的利用与水循环 本部分着眼于未来水资源短缺的应对,探讨了水再利用和废水资源化的前沿实践。 第十章:中水回用的多级深度处理工艺 详述了地表水回用和非常规水源(如再生水)深度处理的必要流程,包括超滤/反渗透组合工艺、膜池与深度过滤的耦合。重点关注了回用水的消毒副产物(DBPs)控制和出水水质的适应性应用场景(如景观、工业冷却、地下水回补)。 第十一章:雨水收集与低影响开发(LID)在城市水管理中的整合 分析了源头控制措施(如绿色屋顶、雨水花园、渗透沟)在削减初期污染负荷、减少城市排水系统负荷方面的作用。探讨了如何将LID系统与集中式处理厂进行有效衔接,实现城市水文的自然化循环。 --- 第五部分:环境风险、韧性与系统可靠性 本部分关注水处理系统在面对突发事件和长期环境压力时的抵抗力和恢复能力。 第十二章:水处理设施的灾害应对与韧性设计 分析了极端天气事件(洪水、干旱)对水处理设施物理结构和运营连续性的威胁。提出了基于风险评估的冗余设计原则,包括备用电源系统、关键设备防护和应急联通机制的构建。 第十三章:生物毒性监测与过程故障诊断 探讨了使用生物传感器(如呼吸速率监测、藻类生长抑制试验)对进水水质剧烈变化进行早期预警的方法。建立了基于多参数异常值分析的故障诊断流程,用于快速识别和隔离工艺失稳的根源。 --- 第六部分:未来展望与可持续发展路径 第十四章:数字化转型与智慧水务 展望了人工智能(AI)、机器学习(ML)在水处理预测性维护、复杂过程优化中的应用潜力。讨论了数字孪生(Digital Twin)技术在模拟不同运行情景、培训操作人员和辅助重大决策中的实际价值。 第十五章:循环经济与水处理设施的未来角色 总结了水处理厂从“废物处理中心”向“资源回收枢纽”转型的战略方向,涵盖了从废水、污泥中提取能源(沼气)、营养物质(磷、氮)和水资源的综合经济模型,为行业的可持续发展描绘了清晰的路线图。 本书内容详实、图表丰富,结合了全球领先工程项目的实际数据与经验,力求为读者提供一个全面、实用且富有洞察力的参考指南。

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作为一名环境工程的学生,我对各种水处理技术都保持着高度的关注,而《Wastewater Treatment, Plant Dynamics and Management in Constructed and Natural Wetlands》这个书名,对于我来说,无疑是一扇通往更深层次理解的门。我一直对湿地作为一种“绿色”的水处理方式非常感兴趣,它不仅能净化水质,还能提供重要的生态服务功能,比如生物多样性栖息地和景观美化。这本书的标题,准确地抓住了我想要探索的几个核心点。“Plant Dynamics”这个词,让我觉得这本书不仅仅是简单地介绍湿地的构成,而是会深入剖析植物在湿地水体净化过程中所扮演的“活性”角色。我期待书中能够详细阐述不同湿地植物的生理特征,例如它们的根系结构如何影响水流和基质的通气性,它们如何通过根系吸收和积累污染物,以及它们与微生物群落之间的相互作用,这些都是决定湿地净化效率的关键因素。同时,“Management”这个词,暗示了这本书将提供关于如何有效地利用和管理湿地以实现最佳水处理效果的指导。这可能包括如何设计合理的湿地结构,如何根据不同的水质和水量进行植物配置和种植,如何进行日常的维护和监测,以及如何评估湿地的长期运行效益。我希望这本书能够为我提供坚实的理论基础和实践指导,帮助我更好地理解和应用湿地水处理技术,尤其是在面对复杂的水体污染问题时。

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这本书,哦,《Wastewater Treatment, Plant Dynamics and Management in Constructed and Natural Wetlands》,光听名字我就觉得像掉进了一个知识的海洋。最近我一直对湿地在水处理方面的潜力非常好奇,尤其是在我们这个越来越关注可持续发展的时代。市面上关于水处理的书不少,但真正深入到湿地这个细分领域的,又加上植物动力学和管理这样一个多层次的视角,感觉就像是专门为解决某个棘手问题而量身定做的。我特别希望能从这本书里学到,那些看似平静的湿地,内在是如何进行那些复杂的生化反应,又是如何依靠植物的生命力来净化水源的。我脑海中充满了各种画面,比如清晨阳光下,露珠顺着芦苇叶滑落,而水下,微生物正忙碌地分解污染物;又或者,工程师们如何在精心设计的建构湿地中,巧妙地利用各种水生植物,达到最佳的净化效果。这本书似乎承诺着一种更贴近自然、更低能耗的水处理解决方案,这对于我一直以来对绿色科技的探索来说,无疑是一个巨大的吸引力。我迫不及待地想知道,书中会如何阐述这些湿地生态系统的“植物动力学”,即植物在其中扮演了什么样的角色,它们如何影响水流、氧气扩散,以及最终的净化效率。同时,“管理”这个词也让我很感兴趣,这意味着这本书不仅仅是理论性的,还会提供实操性的指导,比如如何设计、维护、监测,甚至优化这些湿地系统。我期待它能提供一些案例研究,让我看到这些理论是如何在现实世界中应用的,那些成功和可能遇到的挑战,都能给我带来宝贵的经验。

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说实话,在浏览这个书名《Wastewater Treatment, Plant Dynamics and Management in Constructed and Natural Wetlands》的时候,我并没有立刻联想到枯燥的科学论述,反而有一种置身于生态修复现场的感觉。我一直对那些能够“自给自足”的自然系统非常着迷,尤其是湿地。想象一下,一片宁静的水域,生长着茂盛的植被,它们看似只是在那里静静地存在,但实际上却在悄无声息地进行着一项伟大的工程——净化我们的废水。这本书的标题,恰恰抓住了我一直以来对这个过程的好奇心。“Plant Dynamics”这个词,让我觉得它不是简单地列举一些常见的湿地植物,而是要深入揭示植物在湿地水处理过程中所扮演的“动态”角色,它们是如何通过根系、叶片、甚至其代谢产物,来影响水质的。我很好奇,书中是否会介绍一些“明星植物”,它们因为在净化特定污染物方面的卓越表现而被广泛应用,又或者,书中会探讨不同植物群落的组合,如何能产生协同效应,达到比单一植物更优的净化效果。而“Management”这个词,更是点睛之笔,它意味着这本书不仅仅是关于“是什么”,更是关于“怎么做”。我希望这本书能提供一些关于如何“设计”湿地的思路,如何根据不同的废水来源和处理目标,选择最合适的植物和构件,以及如何进行长期有效的“维护”,让这些湿地能够持续地发挥作用。这本书,似乎承诺着一种将自然智慧与工程技术相结合的解决方案,这正是我一直以来在寻找的。

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我最近正在为我的研究项目寻找一些非常具体的理论支撑和实践指导,而《Wastewater Treatment, Plant Dynamics and Management in Constructed and Natural Wetlands》这个标题,恰好触及了我目前最迫切的需求。我尤其对“Plant Dynamics”这个部分感到兴奋,因为我总觉得,单纯理解水体本身的化学和物理过程是不够的,植物作为一个活的有机体,在整个湿地系统中扮演的角色至关重要,但往往被简化处理。我希望这本书能详细解释,不同种类的湿地植物,比如芦苇、香蒲、苔藓等等,它们各自有哪些独特的生理特性,例如根系的发达程度、对不同污染物的吸收能力、氧气输送能力,以及它们如何影响湿地内的微气候和水文条件。这不仅仅是简单的“栽种植物”的概念,而是要深入到它们作为一个动态系统的组成部分,是如何与水体、土壤、微生物相互作用,共同完成净化任务的。此外,“Management”这个词让我觉得这本书具备很强的实用性,我需要了解如何在不同的场景下,无论是天然形成的湿地,还是人工建造的湿地,有效地对其进行管理。这可能包括水质监测的指标选择、植被的种植密度和轮作策略、病虫害的防治,甚至是如何应对极端天气条件对湿地功能的影响。我希望这本书能提供一些前瞻性的思考,比如如何利用新兴技术,如遥感、大数据分析等,来更精细化地管理湿地,从而最大化其水处理效率和生态效益。总而言之,我期待这本书能够提供一套系统性的、基于科学的、可操作的知识体系,帮助我在实际工作中做出更明智的决策。

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我最近在关注城市水环境治理和生态恢复的议题,而《Wastewater Treatment, Plant Dynamics and Management in Constructed and Natural Wetlands》这个书名,立刻引起了我的注意。我一直在思考,如何能够利用自然的力量,来解决日益严峻的水污染问题,而湿地,尤其是经过人工设计的建构湿地,似乎提供了一种充满潜力的途径。这本书的标题,巧妙地涵盖了湿地水处理的几个关键层面:首先是“Wastewater Treatment”本身,即其核心功能;其次是“Plant Dynamics”,我理解这不仅仅是关于植物的生长,更是关于它们在净化过程中的生理生化机制,比如它们如何吸收、转化、降解污染物,如何影响水体中的溶解氧和pH值,以及它们与微生物的协同作用。这部分内容对我来说至关重要,因为它能帮助我更深入地理解湿地净化的科学原理。最后,“Management”则指向了实践应用,我期待书中能提供关于如何规划、建设、运行和维护建构湿地和修复天然湿地的具体方法和策略,包括选址、植物选择、水力负荷控制、植被管理、污染物监测以及成本效益分析等。我希望这本书能够提供一些前沿的研究成果和成功案例,让我能够借鉴他人的经验,避免一些不必要的弯路。这本书,在我看来,不仅仅是一本关于技术手册,更像是一本关于如何与自然合作,实现可持续水资源管理的重要指南。

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