水行業是能源密集型行業。在全球化石能源日趨枯竭和氣候變化的雙重壓力下，節能與二氧化碳減排，將與供水保障、洪澇災害防治和水環境保護一起，成為未來城市水系統設計和運行的目標。城市水系統的碳排放與城市水量、水質、水壓、水溫需求密切相關。它取決於系統建設、運行和維護過程中能源和物質的消耗，還取決於水處理過程中生化反應產生的溫室氣體。《城市水系統與碳排》以評估和管理城市水系統的碳排放為目的，闡述城市水系統與碳排放的基本原理，探討供水系統、污水處理系統、建築水系統和雨洪系統碳排放的規律和評估方法，並介紹城市水系統碳減排的途徑。
基本介紹
- 書名：城市水系統與碳排放
- 作者：秦華鵬 袁輝洲
- 出版日期：2014年9月1日
- 語種：簡體中文
- ISBN：7030416031
- 外文名：Urban Water System And Carbon Emission
- 出版社：科學出版社
- 頁數：217頁
- 開本：5
- 品牌：科學出版社
基本介紹,內容簡介,作者簡介,圖書目錄,
基本介紹
內容簡介
《城市水系統與碳排放》主要面向環境與能源學科方向的高年級本科生和研究生，也可為從事城市水資源、水環境和能效管理的人員提供參考。
作者簡介
北京大學環境與能源學院教授。清華大學水利水電工程系字士(1991～1996)、北京大學城市與環境學系博士(1996～2001)。2002年起在北京大學深圳研究生院從城市水環境的教學與科研工作。2008~2010在英國University of Exeter任“瑪麗·居里”學者。主要圍繞城市暴雨管理和流域水環境修復開展套用基礎研究。在國內外重要期刊上發表論文46篇。主持/承擔了國家“973”項目、國家自然科學基金青年/面上/重點項目、國家水體污染控制與治理科技重大專項、歐盟第七科研框架計畫項目、廣東省水利科技創新項目等。深圳職業技術學院建築與環境工程學院副教授。1999年畢業於湖南大學土木工程學院市政工程專業，2002年為英國Wolverhampton University訪問學者。主要從事城市給水處理工藝技術、城市污水深度處理技術、水處理溫室氣體排放、小型一體化污水處理裝置等研究。重點研究給水處理的運行和管理、污水中氮磷處理技術、微生物絮凝劑研製等，已發表相關學術論文10多篇，出版教材2部。
圖書目錄
第一篇基本原理
第1章概述3
1.1城市水系統的結構與功能3
1.1.1城市水系統的結構3
1.1.2城市水系統的功能4
1.1.3城市水系統的演變5
1.2城市水系統的規劃6
1.2.1城市水系統規劃的目標6
1.2.2城市水系統規劃的原則7
1.2.3城市水系統規劃的內容8
1.3城市水系統碳減排壓力10
1.3.1城市水系統能耗與碳排放水平10
1.3.2碳減排的相關條約、政策和目標12
1.4城市水系統的發展方向15
參考文獻10
第2章城市水文與水環境原理17
2.1水獅17
2.1.1自然水循環17
2.1.2城市水循環18
2.2明渠和管道流動20
2.2.1基本概念20
2.2.2伯努利方程21
2.2.3明渠均勻流基本方程23
2.2.4明渠非恆定流基本方程24
2.3地表徑流過程25
2.3.1雨量分析252.3.2產流分析27
2.3.3地表漫流分析29
2.4水污染物的遷移轉化30
2.4.1城市水體中的主要污染物30
2.4.2對流與擴散32
2.4.3吸附與解吸附33
2.4.4降解與轉化34
2.4.5水質模型35
2.5地表污染物的累積與沖刷36
2.5.1城市面源污染30
2.5.2地面污染累積37
2.5.3污染物沖刷38
參考文獻38
第3章城市給水系統39
3.1給水系統組成與結構39
3.1.1城市給水系統組成與布置39
3.1.2水源及取水系統40
3.1.3給水管道系統41
3.1.4城市自來水廠水處理系統43
3.2給水系統的流量關係4卩
3.2.1設計流量40
3.2.2配水管網水力計算40
3.3給水系統的水壓關係49
3.3.1渾水輸水管渠的壓力關係49
3.3.2清水管渠及配水管網的壓力關係49
3.3.3水頭損失的計算50
3.4給水系統的運行分析51
3.4.1混凝劑用量分析51
3.4.2過濾材料用量分析52
3.4.3消毒劑用量分析52
3.4.4能耗分析53
參考文獻55
第4章城市排水系統5S
4.1城市排水體制5S
4.2城市排水系統組成58
2.1城市污水排水系統58
4.2.2工業廢水排水系統59
4.2.3雨水排水系統59
4.2.4城市排水管道的附屬構築物60
4.3污水管道系統設計60
4.3.1城市污水管網系統布置原則60
4.3.2污水量計算61
4.3.3污水管網水力計算63
4.4雨水管渠系統設計66
4.4.1雨水管渠系統的布置原則66
4.4.2雨水管渠設計流量的計算67
4.4.3雨水管渠的水力計算68
4.5合流制管渠系統設計69
4.5.1截流式合流制排水管渠系統的布置原則69
4.5.2截流式合流制排水管渠設計流量69
參考文獻70
第5章城市污水處理系統71
5.1城市污水處理原理71
5.1.1概述71
5.1.2預處理73
5.1.3生物處理73
5.1.4消毒78
5.1.5污泥處理79
5.2城市污水處理廠的主要工藝80
5.2.1SBR 工藝80
5.2.2A2/0 工藝80
5.2.3氧化溝工藝81
5.2.4生物濾池工藝82
5.2.5生物接觸氧化工藝83
5.3城市污水處理廠運行分析84
5.3.1能耗分析與影響因素84
5.3.2物耗分析與影響因素86
5.3.3案例分析87
參考文獻90
第6章水系統碳排放基本原理91
6.1 水系統碳排放的類型91
6.1.1按排放方式分類91
6.1.2按水資源開發利用過程劃分93
6.1.3基於水系統活動劃分9%
6.2水系統溫室氣體釋放原理95
6.3水系統能耗原理98
6.3.1水菜98
6.3.2鼓風機 98
6.3.3攪拌機 99
6.3.4污泥消化池能耗99
6.3.5建築集中熱水供應系統耗熱量100
參考文獻100
第二篇碳排放評估方法
第7章碳排放評估方法103
7.1碳排放評估的研究層面103
7.1.1國家或地區層面 103
7.1.2企業或組織層面 104
7.1.3產品或服務層面105
7.1.4個體層面105
7.1.5水系統碳排放評估的層次107
7.2碳排放評估方法107
7.2.1排放因子評估法107
7.2.2生命周期評估法 109
7.2.3投人產出法113
7.3碳排放評估的相關標準119
參考文獻120
第8章城市供水與碳排放122
8.1供水系統碳排放的類型122
8.1.1排放方式122
8.1.2活動類型122
8.1.3供水過程123
8.1.4生命周期各階段124
8.2供水系統碳排放評估方法126
8.2.1碳排放計算方法126
8.2.2基於WEST的供水系統碳排放評估方法127
8.3供水方案的碳排放比較129
參考文獻133
第9章污水處理系統與碳排放134
9.1污水處理系統碳排放的類型134
9.1.1排放方式134
9.1.2污水處理階段135
9.1.3污泥處理處置階段136
9.2污水處理系統碳排放評估141
9.2.1基於《IPCC國家溫室氣體清單指南》的碳排放評估141
9.2.2基於WWEST的污水處理碳排放評估方法144
9.3污水處理系統管理方式的碳排放比較146
9.4污水回用與碳排放147
9.4.1再生水用戶及水質要求147
9.4.2再生水處理系統 151
9.4.3再生水回用的碳排放分析151
參考文獻153
第10章建築水系統與碳排放154
10.1終端用水與碳排154
10.1.1用水單元的用水量154
10.1.2用水單元能耗155
10.1.3能耗與碳排放估算156
10.2建築中水回用與碳排放158
10.2.1中水的用途與水質要求 158
10.2.2建築中水處理與回用系統158
10.2.3建築中水回用的碳排放分析161
10.3建面水利用與碳排放162
10.3.1建築雨水的水量分析 162
10.3.2建築雨水的水質分析 165
10.3.3建築雨水系統167
10.3.4建築雨水利用的碳排放分析169
參考文獻171
第11章雨洪系統與碳排放173
11.1與碳排放相關的排水活動與階段173
11.2城市暴雨徑流模擬174
11.2.1地表徑流過程模擬174
11.2.2污染物積累沖刷過程模擬176
11.2.3傳輸過程模擬176
11.2.4模型構建過程177
11.3城市暴雨管理的碳排放評估方法178
11.4案例分析179
參考文獻181
第三篇水系統碳減排途徑
第12章節水與碳排放185
12.1節水措施185
12.1.1生活節水185
12.1.2工業節水186
12.1.3市政節水187
12.1.4激勵機制189
12.2節水措施的碳排放評估191
12.2.1評估方法191
12.2.2案例分析192
參考文獻194
第13章低影響開發與碳排放195
13.1低影響開發模式195
13.1.1 LID及相關概念195
13.1.2 LID的基本原理196
13.1.3典型LID單元197
13.1.4 LID 的效益198
13.2低影響開發模式的碳排放198
13.3案例分析199
13.3.1研究區的LID設計200
13.3.2徑流計算201
13.3.3碳排放計算202
參考文獻203
第14章城市污水處理系統碳減排205
14.1設備優選205
14.1.1提升菜205
14.1.2曝氣系統206
14.1.3其餘設備208
14.2過程最佳化208
14.3工藝優選與改進210
14.3.1一級處理工藝210
14.3.2二級處理工藝優選211
14.4能源回收與新能源利用214
14.4.1有機能源回收214
14.4.2污水中物理熱能的利用 216
14.4.3新能源的利用217
參考文獻217
第1章概述3
1.1城市水系統的結構與功能3
1.1.1城市水系統的結構3
1.1.2城市水系統的功能4
1.1.3城市水系統的演變5
1.2城市水系統的規劃6
1.2.1城市水系統規劃的目標6
1.2.2城市水系統規劃的原則7
1.2.3城市水系統規劃的內容8
1.3城市水系統碳減排壓力10
1.3.1城市水系統能耗與碳排放水平10
1.3.2碳減排的相關條約、政策和目標12
1.4城市水系統的發展方向15
參考文獻10
第2章城市水文與水環境原理17
2.1水獅17
2.1.1自然水循環17
2.1.2城市水循環18
2.2明渠和管道流動20
2.2.1基本概念20
2.2.2伯努利方程21
2.2.3明渠均勻流基本方程23
2.2.4明渠非恆定流基本方程24
2.3地表徑流過程25
2.3.1雨量分析252.3.2產流分析27
2.3.3地表漫流分析29
2.4水污染物的遷移轉化30
2.4.1城市水體中的主要污染物30
2.4.2對流與擴散32
2.4.3吸附與解吸附33
2.4.4降解與轉化34
2.4.5水質模型35
2.5地表污染物的累積與沖刷36
2.5.1城市面源污染30
2.5.2地面污染累積37
2.5.3污染物沖刷38
參考文獻38
第3章城市給水系統39
3.1給水系統組成與結構39
3.1.1城市給水系統組成與布置39
3.1.2水源及取水系統40
3.1.3給水管道系統41
3.1.4城市自來水廠水處理系統43
3.2給水系統的流量關係4卩
3.2.1設計流量40
3.2.2配水管網水力計算40
3.3給水系統的水壓關係49
3.3.1渾水輸水管渠的壓力關係49
3.3.2清水管渠及配水管網的壓力關係49
3.3.3水頭損失的計算50
3.4給水系統的運行分析51
3.4.1混凝劑用量分析51
3.4.2過濾材料用量分析52
3.4.3消毒劑用量分析52
3.4.4能耗分析53
參考文獻55
第4章城市排水系統5S
4.1城市排水體制5S
4.2城市排水系統組成58
2.1城市污水排水系統58
4.2.2工業廢水排水系統59
4.2.3雨水排水系統59
4.2.4城市排水管道的附屬構築物60
4.3污水管道系統設計60
4.3.1城市污水管網系統布置原則60
4.3.2污水量計算61
4.3.3污水管網水力計算63
4.4雨水管渠系統設計66
4.4.1雨水管渠系統的布置原則66
4.4.2雨水管渠設計流量的計算67
4.4.3雨水管渠的水力計算68
4.5合流制管渠系統設計69
4.5.1截流式合流制排水管渠系統的布置原則69
4.5.2截流式合流制排水管渠設計流量69
參考文獻70
第5章城市污水處理系統71
5.1城市污水處理原理71
5.1.1概述71
5.1.2預處理73
5.1.3生物處理73
5.1.4消毒78
5.1.5污泥處理79
5.2城市污水處理廠的主要工藝80
5.2.1SBR 工藝80
5.2.2A2/0 工藝80
5.2.3氧化溝工藝81
5.2.4生物濾池工藝82
5.2.5生物接觸氧化工藝83
5.3城市污水處理廠運行分析84
5.3.1能耗分析與影響因素84
5.3.2物耗分析與影響因素86
5.3.3案例分析87
參考文獻90
第6章水系統碳排放基本原理91
6.1 水系統碳排放的類型91
6.1.1按排放方式分類91
6.1.2按水資源開發利用過程劃分93
6.1.3基於水系統活動劃分9%
6.2水系統溫室氣體釋放原理95
6.3水系統能耗原理98
6.3.1水菜98
6.3.2鼓風機 98
6.3.3攪拌機 99
6.3.4污泥消化池能耗99
6.3.5建築集中熱水供應系統耗熱量100
參考文獻100
第二篇碳排放評估方法
第7章碳排放評估方法103
7.1碳排放評估的研究層面103
7.1.1國家或地區層面 103
7.1.2企業或組織層面 104
7.1.3產品或服務層面105
7.1.4個體層面105
7.1.5水系統碳排放評估的層次107
7.2碳排放評估方法107
7.2.1排放因子評估法107
7.2.2生命周期評估法 109
7.2.3投人產出法113
7.3碳排放評估的相關標準119
參考文獻120
第8章城市供水與碳排放122
8.1供水系統碳排放的類型122
8.1.1排放方式122
8.1.2活動類型122
8.1.3供水過程123
8.1.4生命周期各階段124
8.2供水系統碳排放評估方法126
8.2.1碳排放計算方法126
8.2.2基於WEST的供水系統碳排放評估方法127
8.3供水方案的碳排放比較129
參考文獻133
第9章污水處理系統與碳排放134
9.1污水處理系統碳排放的類型134
9.1.1排放方式134
9.1.2污水處理階段135
9.1.3污泥處理處置階段136
9.2污水處理系統碳排放評估141
9.2.1基於《IPCC國家溫室氣體清單指南》的碳排放評估141
9.2.2基於WWEST的污水處理碳排放評估方法144
9.3污水處理系統管理方式的碳排放比較146
9.4污水回用與碳排放147
9.4.1再生水用戶及水質要求147
9.4.2再生水處理系統 151
9.4.3再生水回用的碳排放分析151
參考文獻153
第10章建築水系統與碳排放154
10.1終端用水與碳排154
10.1.1用水單元的用水量154
10.1.2用水單元能耗155
10.1.3能耗與碳排放估算156
10.2建築中水回用與碳排放158
10.2.1中水的用途與水質要求 158
10.2.2建築中水處理與回用系統158
10.2.3建築中水回用的碳排放分析161
10.3建面水利用與碳排放162
10.3.1建築雨水的水量分析 162
10.3.2建築雨水的水質分析 165
10.3.3建築雨水系統167
10.3.4建築雨水利用的碳排放分析169
參考文獻171
第11章雨洪系統與碳排放173
11.1與碳排放相關的排水活動與階段173
11.2城市暴雨徑流模擬174
11.2.1地表徑流過程模擬174
11.2.2污染物積累沖刷過程模擬176
11.2.3傳輸過程模擬176
11.2.4模型構建過程177
11.3城市暴雨管理的碳排放評估方法178
11.4案例分析179
參考文獻181
第三篇水系統碳減排途徑
第12章節水與碳排放185
12.1節水措施185
12.1.1生活節水185
12.1.2工業節水186
12.1.3市政節水187
12.1.4激勵機制189
12.2節水措施的碳排放評估191
12.2.1評估方法191
12.2.2案例分析192
參考文獻194
第13章低影響開發與碳排放195
13.1低影響開發模式195
13.1.1 LID及相關概念195
13.1.2 LID的基本原理196
13.1.3典型LID單元197
13.1.4 LID 的效益198
13.2低影響開發模式的碳排放198
13.3案例分析199
13.3.1研究區的LID設計200
13.3.2徑流計算201
13.3.3碳排放計算202
參考文獻203
第14章城市污水處理系統碳減排205
14.1設備優選205
14.1.1提升菜205
14.1.2曝氣系統206
14.1.3其餘設備208
14.2過程最佳化208
14.3工藝優選與改進210
14.3.1一級處理工藝210
14.3.2二級處理工藝優選211
14.4能源回收與新能源利用214
14.4.1有機能源回收214
14.4.2污水中物理熱能的利用 216
14.4.3新能源的利用217
參考文獻217
