本书是一部将“蓝色经济”与“水科学技术”有机融合的学术专著。本书基于蓝色经济的生态内涵，指出未来水科学技术应以纳入物质生态循环为主要目标；阐述水源、水质与排涝方面的生态方式；详述有机能源回收与温室气体排放及控制技术；阐明污水资源化的未来方向与前景；介绍与之相应的可持续水处理技术及方向。
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序
Foreword
前言
第1章 蓝色经济与生态循环 1
1.1 蓝色经济与水技术 1
1.1.1 引言 1
1.1.2 水与蓝色经济 2
1.1.3 水技术变革策略与方向 3
1.1.4 调整经济运行模式 7
1.1.5 提升社会接纳程度 8
1.1.6 结语 9
1.2 污水处理应回归原生态文明 10
1.2.1 引言 10
1.2.2 顺应自然水循环 10
1.2.3 原生态与现代文明 11
1.2.4 城镇化建设与既有城市排水体制选择 11
1.2.5 生态排水方式 12
1.2.6 集中式污水处理发展方向 12
1.2.7 未来污水处理技术核心 15
1.2.8 总结 18
1.3 市政水循环与资源利用 19
1.3.1 引言 19
1.3.2 中国在绿色发展方面的潜力 19
1.3.3 生态城市概念的实施 20
1.3.4 小汤山生态城市/镇示范工程 20
1.4 源分离生态效应及其资源化技术 22
1.4.1 引言 22
1.4.2 源分离生态环境效应评价 23
1.4.3 源分离产物应用与资源化技术 27
1.4.4 结语 31
1.5 磷回收技术 32
1.5.1 引言 32
1.5.2 磷回收技术动态 33
1.5.3 磷回收政策《肥料管理提案》 38
1.5.4 结论 39
1.6 磷回收欧洲政策与实践 39
1.6.1 引言 39
1.6.2 欧盟磷回收指南 40
1.6.3 各国政策 41
1.6.4 磷回收计划项目与信息平台 46
1.6.5 结语 47
1.7 污水中蕴含潜能分析 48
1.7.1 引言 48
1.7.2 污水潜能理论计算 49
1.7.3 污水处理厂潜能转换计算 50
1.7.4 案例计算、分析 52
1.7.5 结语 54
1.8 污水余温利用技术与现状 55
1.8.1 引言 55
1.8.2 污水热能利用国际现状 55
1.8.3 发达国家和地区污水热能利用政策 59
1.8.4 我国污水热能利用情况 62
1.8.5 污水热能集中利用设想 63
1.8.6 结语 63
1.9 污水潜能开发国际政策与实践 64
1.9.1 引言 64
1.9.2 国内概况 65
1.9.3 国际背景 65
1.9.4 横向思考 71
1.9.5 结语 72
参考文献 72
第2章 水源、水质与排涝生态方式 84
2.1 生物多样性决定水资源的未来 84
2.1.1 引言 84
2.1.2 淡水生物多样性与淡水资源的关系 85
2.1.3 淡水生物多样性的重要价值 86
2.1.4 淡水生物多样性现状 87
2.1.5 造成淡水生物多样性锐减的人为因素 88
2.1.6 淡水生物多样性的保护措施 91
2.2 北京水源历史变迁与终极选择 93
2.2.1 引言 93
2.2.2 孕育古都的命脉——玉泉山泉 93
2.2.3 承前启后的地表水源——密云水库 94
2.2.4 权宜之计的应急水源——南水北调 96
2.2.5 可持续水源终极选择——海水淡化 99
2.2.6 结语 101
2.3 海水淡化与全球发展趋势 102
2.3.1 引言 102
2.3.2 中东地区 103
2.3.3 大洋洲 104
2.3.4 美洲 105
2.3.5 欧洲 107
2.3.6 东亚 107
2.3.7 发展前景 109
2.3.8 结语 109
2.4 未来美国分用途供水系统 110
2.4.1 引言 110
2.4.2 供水系统原始设计目的 110
2.4.3 传统供水管网的弊端 110
2.4.4 分用途供水与管道系统 112
2.4.5 结语 113
2.5 水中微污染物及其去除技术 113
2.5.1 引言 113
2.5.2 微污染物特性 114
2.5.3 微污染物评价 115
2.5.4 微污染物去除技术 118
2.5.5 结语 121
2.6 水中军团菌滋生与控制技术 121
2.6.1 引言 121
2.6.2 军团菌特性与人工环境下滋生 122
2.6.3 军团菌控制技术 123
2.6.4 军团菌 128
2.6.5 结语 130
2.7 瑞士饮用水安全保障技术措施 131
2.7.1 引言 131
2.7.2 饮用水微生物检测 131
2.7.3 污染物及其去除技术/应用实例 133
2.7.4 污染物去除工艺评价 135
2.7.5 地下水资源保护 136
2.7.6 结语 137
2.8 未来饮用水处理技术展望 138
2.8.1 引言 138
2.8.2 高级氧化技术 138
2.8.3 膜法消毒与紫外线消毒 139
2.8.4 膜分离技术新进展 142
2.8.5 离子交换技术 143
2.8.6 总结 144
2.9 北京聚水、排涝技术策略 145
2.9.1 引言 145
2.9.2 自然水循环与蓄意截水 145
2.9.3 北京水资源现状 146
2.9.4 北京聚水、排涝总径流量计算 147
2.9.5 北京聚水、排涝策略分析 150
2.9.6 结语 151
2.10 荷兰围生态治水经验与技术 152
2.10.1 引言 152
2.10.2 围垦排涝历史 152
2.10.3 新排涝理念 154
2.10.4 围海造田到生态治水案例 155
2.10.5 生态治水下的水质控制 157
2.10.6 水管理体制与民众教育 158
2.10.7 结语 160
2.11 黑臭水体治理策略与技术 161
2.11.1 引言 161
2.11.2 阻断外源 161
2.11.3 自净恢复 162
2.11.4 水质保持 163
2.11.5 结语 165
2.12 雾霾与水体富营养化 165
2.12.1 引言 165
2.12.2 雾霾特征与组成 166
2.12.3 雾霾致水体中氮、磷含量 167
2.12.4 大气中氮、磷转移至水体的途径 168
2.12.5 结语 169
参考文献 169
第3章 有机能源回收与温室气体排放 182
3.1 有机能源回收与污泥增量 182
3.1.1 引言 182
3.1.2 国内外剩余污泥能源转化现状 183
3.1.3 污泥能源转化碳中和运行潜力 185
3.1.4 污泥增量方法与措施 186
3.1.5 总结 188
3.2 剩余污泥厌氧共消化技术 189
3.2.1 引言 189
3.2.2 剩余污泥厌氧共消化技术特性 189
3.2.3 剩余污泥共消化典型底物 191
3.2.4 剩余污泥共消化工程应用 195
3.2.5 总结 196
3.3 废铁屑强化污泥厌氧消化产甲烷 197
3.3.1 引言 197
3.3.2 厌氧铁腐蚀现象 198
3.3.3 铁对ORP的影响 200
3.3.4 铁对厌氧微生物的影响 202
3.3.5 铁促酶活作用 204
3.3.6 废铁屑强化CH4增产经济性分析 207
3.3.7 结语 208
3.4 污水中的腐殖质与厌氧消化 208
3.4.1 引言 208
3.4.2 腐殖质形成、结构特征及生物降解性 209
3.4.3 污水中的腐殖质及其演变 211
3.4.4 污泥腐殖质含量与结构特征 213
3.4.5 腐殖质在厌氧消化过程中的变化 216
3.4.6 结论与展望 217
3.5 屏蔽腐殖质抑制污泥厌氧消化方法 218
3.5.1 引言 218
3.5.2 剩余污泥中的腐殖质 219
3.5.3 腐殖质对污泥厌氧消化过程的影响 221
3.5.4 腐殖质抑制污泥厌氧消化消除方法 225
3.5.5 结语 228
3.6 化粪池与甲烷排放 229
3.6.1 引言 229
3.6.2 化粪池及其功能 229
3.6.3 化粪池CH4排放量测算 230
3.6.4 化粪池实为累赘 233
3.6.5 取消化粪池症结 234
3.6.6 结语 234
3.7 人工湿地与温室气体排放 235
3.7.1 引言 235
3.7.2 人工湿地温室气体类型与释放机制 236
3.7.3 不同类型人工湿地温室气体释放特征与比较 239
3.7.4 人工湿地温室气体释放影响因素 242
3.7.5 温室气体释放控制措施 245
3.7.6 结语 245
3.8 污水有机物化石碳CO2排放 246
3.8.1 引言 246
3.8.2 污水处理厂CO2直接排放 246
3.8.3 污水中的生源碳 247
3.8.4 污水中的化石碳 247
3.8.5 化石碳排放诱发的思考 249
3.8.6 结语 250
参考文献 250
第4章 污水资源化方向与前景 270
4.1 氮回收技术经济性分析 270
4.1.1 引言 270
4.1.2 液态回收——污水直接利用 271
4.1.3 气态回收——NH3 272
4.1.4 固态回收——含氮晶体 274
4.1.5 生物合成——蛋白质 276
4.1.6 结语 277
4.2 藻酸盐回收 278
4.2.1 引言 278
4.2.2 藻酸盐来源与特性 279
4.2.3 藻酸盐纯培养生物合成 281
4.2.4 污水处理过程中合成藻酸盐 283
4.2.5 结语与展望 285
4.3 蓝铁石广回收 286
4.3.1 引言 286
4.3.2 化学性质、经济价值与回收潜力 287
4.3.3 成因及影响因素分析 289
4.3.4 蓝铁矿在污水中生成 295
4.3.5 结语 297
4.4 微藻污水处理分离与回收采集技术 298
4.4.1 引言 298
4.4.2 微藻表面特性和絮凝机理 300
4.4.3 外加絮凝剂法 303
4.4.4 微藻自发性絮凝 310
4.4.5 各种絮凝分离方法的比较与展望 316
4.4.6 结论 318
4.5 可沉降微藻筛选技术 319
4.5.1 引言 319
4.5.2 藻-菌絮凝体富集培养体系 320
4.5.3 藻-菌相互作用 324
4.5.4 生物能源潜力 324
4.5.5 结语 325
4.6 可沉微藻油脂含量扩增方法 326
4.6.1 引言 326
4.6.2 材料与方法 326
4.6.3 结果与分析 329
4.6.4 结论 332
4.7 污泥干化焚烧资源/能源回收技术 332
4.7.1 引言 332
4.7.2 干化+焚烧建议工艺 333
4.7.3 建议工艺能量衡算 333
4.7.4 建议工艺成本分析 337
4.7.5 对比传统工艺能耗与成本 337
4.7.6 结语与展望 340
参考文献 341
第5章 可持续水处理技术方向 357
5.1 水处理前沿技术 357
5.1.1 引言 357
5.1.2 水处理中新出现的微污染物 358
5.1.3 微污染物去除技术研发/应用实例 358
5.1.4 处理水回用技术 360
5.1.5 能源转化 361
5.1.6 磷回收 363
5.1.7 结语 365
5.2 MBR工艺可持续性能评价 365
5.2.1 引言 365
5.2.2 可持续性能评价模型构建 366
5.2.3 模型计算与评价 367
5.2.4 MBR工艺可持续性能评价(SI) 376
5.2.5 模型相关参数敏感性分析 377
5.2.6 结论 379
5.3 MBR工艺全球应用趋势 380
5.3.1 引言 380
5.3.2 发展历程 380
5.3.3 应用趋势 381
5.3.4 衰落原因 383
5.3.5 展望未来 385
5.3.6 结语 385
5.4 污水处理升级改造技术认识误区 386
5.4.1 引言 386
5.4.2 脱氮与除磷存在泥龄矛盾 387
5.4.3 生物脱氮+化学除磷乃低碳源污水之策 387
5.4.4 多级A/O比A2/O脱氮除磷效果好 389
5.4.5 MBR为低氮、磷出水之选 390
5.4.6 MBBR适合升级改造 391
5.4.7 结语 392
5.5 A2/O工艺脱氮除磷劣势分析 393
5.5.1 引言 393
5.5.2 工艺模型设计 393
5.5.3 模拟结果与分析 395
5.5.4 降低出水SS水质效果模拟 399
5.5.5 UCT工艺优化效果模拟 402
5.5.6 结语 406
5.6 农村“肥水”资源与利用技术 406
5.6.1 引言 406
5.6.2 粪尿“肥水”中养分价值 407
5.6.3 粪尿源分离与卫生回田 408
5.6.4 粪尿返田与有机农业 409
5.6.5 农村污水处理现状 412
5.6.6 转变政府投资方式 413
5.6.7 结语 413
参考文献 414
京公网安备 11010102004214号