城市水系統(tǒng)與碳排放

第一篇基本原理

第1章概述3

1.1城市水系統(tǒng)的結構與功能3

1.1.1城市水系統(tǒng)的結構3

1.1.2城市水系統(tǒng)的功能4

1.1.3城市水系統(tǒng)的演變5

1.2城市水系統(tǒng)的規(guī)劃6

1.2.1城市水系統(tǒng)規(guī)劃的目標6

1.2.2城市水系統(tǒng)規(guī)劃的原則7

1.2.3城市水系統(tǒng)規(guī)劃的內容8

1.3城市水系統(tǒng)碳減排壓力10

1.3.1城市水系統(tǒng)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(tǒng)的發(fā)展方向15

參考文獻10

第2章城市水文與水環(huán)境原理17

2.1水獅17

2.1.1自然水循環(huán)17

2.1.2城市水循環(huán)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明渠非恒定流基本方程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(tǒng)39

3.1給水系統(tǒng)組成與結構39

3.1.1城市給水系統(tǒng)組成與布置39

3.1.2水源及取水系統(tǒng)40

3.1.3給水管道系統(tǒng)41

3.1.4城市自來水廠水處理系統(tǒng)43

3.2給水系統(tǒng)的流量關系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(tǒng)的水壓關系49

3.3.1渾水輸水管渠的壓力關系49

3.3.2清水管渠及配水管網的壓力關系49

3.3.3水頭損失的計算50

3.4給水系統(tǒng)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(tǒng)5S

4.1城市排水體制5S

4.2城市排水系統(tǒng)組成58

2.1城市污水排水系統(tǒng)58

4.2.2工業(yè)廢水排水系統(tǒng)59

4.2.3雨水排水系統(tǒng)59

4.2.4城市排水管道的附屬構筑物60

4.3污水管道系統(tǒng)設計60

4.3.1城市污水管網系統(tǒng)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(tǒng)設計66

4.4.1雨水管渠系統(tǒng)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(tǒng)設計69

4.5.1截流式合流制排水管渠系統(tǒng)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(tǒng)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(tǒng)碳排放基本原理91

6.1 水系統(tǒng)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(fā)利用過程劃分93

6.1.3基于水系統(tǒng)活動劃分9%

6.2水系統(tǒng)溫室氣體釋放原理95

6.3水系統(tǒng)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建筑集中熱水供應系統(tǒng)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(qū)層面 103

7.1.2企業(yè)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(tǒng)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(tǒng)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(tǒng)碳排放評估方法126

8.2.1碳排放計算方法126

8.2.2基于WEST的供水系統(tǒng)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(tǒng)與碳排放134

9.1污水處理系統(tǒng)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(tǒng)碳排放評估141

9.2.1基于《IPCC國家溫室氣體清單指南》的碳排放評估141

9.2.2基于WWEST的污水處理碳排放評估方法144

9.3污水處理系統(tǒng)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(tǒng) 151

9.4.3再生水回用的碳排放分析151

參考文獻153

第10章建筑水系統(tǒng)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建筑中水回用與碳排放158

10.2.1中水的用途與水質要求 158

10.2.2建筑中水處理與回用系統(tǒng)158

10.2.3建筑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建筑雨水的水量分析 162

10.3.2建筑雨水的水質分析 165

10.3.3建筑雨水系統(tǒng)167

10.3.4建筑雨水利用的碳排放分析169

參考文獻171

第11章雨洪系統(tǒng)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(tǒng)碳減排途徑

第12章節(jié)水與碳排放185

12.1節(jié)水措施185

12.1.1生活節(jié)水185

12.1.2工業(yè)節(jié)水186

12.1.3市政節(jié)水187

12.1.4激勵機制189

12.2節(jié)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(fā)與碳排放195

13.1低影響開發(fā)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(fā)模式的碳排放198

13.3案例分析199

13.3.1研究區(qū)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(tǒng)碳減排205

14.1設備優(yōu)選205

14.1.1提升菜205

14.1.2曝氣系統(tǒng)206

14.1.3其余設備208

14.2過程優(yōu)化208

14.3工藝優(yōu)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(yōu)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2172100433B

北京大學環(huán)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(huán)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(huán)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(huán)境修復開展應用基礎研究。在國內外重要期刊上發(fā)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劃項目、廣東省水利科技創(chuàng)新項目等。深圳職業(yè)技術學院建筑與環(huán)境工程學院副教授。1999年畢業(yè)于湖南大學土木工程學院市政工程專業(yè)，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、微生物絮凝劑研制等，已發(fā)表相關學術論文10多篇，出版教材2部。

《城市水系統(tǒng)與碳排放》主要面向環(huán)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(huán)境和能效管理的人員提供參考。水行業(yè)是能源密集型行業(yè)。在全球化石能源日趨枯竭和氣候變化的雙重壓力下，節(jié)能與二氧化碳減排，將與供水保障、洪澇災害防治和水環(huán)境保護一起，成為未來城市水系統(tǒng)設計和運行的目標。城市水系統(tǒng)的碳排放與城市水量、水質、水壓、水溫需求密切相關。它取決于系統(tǒng)建設、運行和維護過程中能源和物質的消耗，還取決于水處理過程中生化反應產生的溫室氣體?！冻鞘兴到y(tǒng)與碳排》以評估和管理城市水系統(tǒng)的碳排放為目的，闡述城市水系統(tǒng)與碳排放的基本原理，探討供水系統(tǒng)、污水處理系統(tǒng)、建筑水系統(tǒng)和雨洪系統(tǒng)碳排放的規(guī)律和評估方法，并介紹城市水系統(tǒng)碳減排的途徑。

城市水系統(tǒng)是水的自然循環(huán)和水的社會循環(huán)的耦合。城市水系統(tǒng)的良性循環(huán)是實現水資源可持續(xù)利用和城市可持續(xù)發(fā)展的重要保障。本書即從運營與管理的角度分析城市水系統(tǒng)良性循環(huán)的技術保障和科學管理方法。全書分四篇共14章,第一篇(第1章和第2章)概述城市水系統(tǒng)的構成、功能及其產業(yè)特征,分析城市水資源與城市建設的關系,探討城市水資源保護與管理對策、介紹了城市取水構筑物運行與維護的措施;第二篇(第3章至第7章)介紹并討論城市自來水水廠和污水處理廠的處理工藝系統(tǒng)、機電設施與控制系統(tǒng)的運行、維護、控制與管理措施,特別強調了微污染源水深度處理的飲用水安全措施和污水再生利用的節(jié)水減污措施;第三篇(第8章至第10章)討論提高城市給水排水管道系統(tǒng)及水泵站運行可靠性與管理水平的手段,并結合實例介紹了GIS在城市水系統(tǒng)及管網系統(tǒng)管理中的開發(fā)與應用;第四篇(第11章至第14章)全面探討企業(yè)運營管理與給水排水項目投融資運作,包括城市水業(yè)企業(yè)的內部管理、給水排水系統(tǒng)調度、給水排水對外服務與收費管理、給水排水項目投融資運作等,重點分析了適用市場經濟新情況的城市水業(yè)特征及其運營與管理機制、城市水系統(tǒng)建設項目投融資方式、市場化運作

在2009年9月22日于美國紐約召開的聯合國氣候變化峰會上，中國國家主席胡錦濤宣布，中國將在2020年前大幅度降低碳排放強度?！笆濉币?guī)劃提出，五年期間全國碳排放強度要下降17%。2100433B