城市水系統(tǒng)與碳排放基本介紹

第一篇基本原理

第1章概述3

1.1城市水系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)與功能3

1.1.1城市水系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)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(biāo)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(nèi)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(guān)條約、政策和目標(biāo)12

1.4城市水系統(tǒng)的發(fā)展方向15

參考文獻(xiàn)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(chǎn)流分析27

2.3.3地表漫流分析29

2.4水污染物的遷移轉(zhuǎn)化30

2.4.1城市水體中的主要污染物30

2.4.2對流與擴(kuò)散32

2.4.3吸附與解吸附33

2.4.4降解與轉(zhuǎn)化34

2.4.5水質(zhì)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(xiàn)38

第3章城市給水系統(tǒng)39

3.1給水系統(tǒng)組成與結(jié)構(gòu)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(guān)系4卩

3.2.1設(shè)計流量40

3.2.2配水管網(wǎng)水力計算40

3.3給水系統(tǒng)的水壓關(guān)系49

3.3.1渾水輸水管渠的壓力關(guān)系49

3.3.2清水管渠及配水管網(wǎng)的壓力關(guān)系49

3.3.3水頭損失的計算50

3.4給水系統(tǒng)的運(yùn)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(xiàn)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(gòu)筑物60

4.3污水管道系統(tǒng)設(shè)計60

4.3.1城市污水管網(wǎng)系統(tǒng)布置原則60

4.3.2污水量計算61

4.3.3污水管網(wǎng)水力計算63

4.4雨水管渠系統(tǒng)設(shè)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(shè)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(shè)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(shè)計流量69

參考文獻(xiàn)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(yù)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(yùn)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(xiàn)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(fēng)機(jī) 98

6.3.3攪拌機(jī) 99

6.3.4污泥消化池能耗99

6.3.5建筑集中熱水供應(yīng)系統(tǒng)耗熱量100

參考文獻(xiàn)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(chǎn)品或服務(wù)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(chǎn)出法113

7.3碳排放評估的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)119

參考文獻(xiàn)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(xiàn)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(zhì)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(xiàn)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(zhì)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(zhì)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(xiàn)171

第11章雨洪系統(tǒng)與碳排放173

11.1與碳排放相關(guān)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(gòu)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(xiàn)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(jī)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(xiàn)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(guān)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(shè)計200

13.3.2徑流計算201

13.3.3碳排放計算202

參考文獻(xiàn)203

第14章城市污水處理系統(tǒng)碳減排205

14.1設(shè)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(shè)備208

14.2過程優(yōu)化208

14.3工藝優(yōu)選與改進(jìn)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(jī)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(xiàn)2172100433B

《城市水系統(tǒng)與碳排放》主要面向環(huán)境與能源學(xué)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(zāi)害防治和水環(huán)境保護(hù)一起，成為未來城市水系統(tǒng)設(shè)計和運(yùn)行的目標(biāo)。城市水系統(tǒng)的碳排放與城市水量、水質(zhì)、水壓、水溫需求密切相關(guān)。它取決于系統(tǒng)建設(shè)、運(yùn)行和維護(hù)過程中能源和物質(zhì)的消耗，還取決于水處理過程中生化反應(yīng)產(chǎn)生的溫室氣體。《城市水系統(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。

北京大學(xué)環(huán)境與能源學(xué)院教授。清華大學(xué)水利水電工程系字士(1991～1996)、北京大學(xué)城市與環(huán)境學(xué)系博士(1996～2001)。2002年起在北京大學(xué)深圳研究生院從城市水環(huán)境的教學(xué)與科研工作。2008~2010在英國University of Exeter任“瑪麗·居里”學(xué)者。主要圍繞城市暴雨管理和流域水環(huán)境修復(fù)開展應(yīng)用基礎(chǔ)研究。在國內(nèi)外重要期刊上發(fā)表論文46篇。主持/承擔(dān)了國家“973”項目、國家自然科學(xué)基金青年/面上/重點(diǎn)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(shù)學(xué)院建筑與環(huán)境工程學(xué)院副教授。1999年畢業(yè)于湖南大學(xué)土木工程學(xué)院市政工程專業(yè)，2002年為英國Wolverhampton University訪問學(xué)者。主要從事城市給水處理工藝技術(shù)、城市污水深度處理技術(shù)、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(diǎn)研究給水處理的運(yùn)行和管理、污水中氮磷處理技術(shù)、微生物絮凝劑研制等，已發(fā)表相關(guān)學(xué)術(shù)論文10多篇，出版教材2部。

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(shí)現(xiàn)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(yùn)營與管理的角度分析城市水系統(tǒng)良性循環(huán)的技術(shù)保障和科學(xué)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(gòu)成、功能及其產(chǎn)業(yè)特征,分析城市水資源與城市建設(shè)的關(guān)系,探討城市水資源保護(hù)與管理對策、介紹了城市取水構(gòu)筑物運(yùn)行與維護(hù)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(jī)電設(shè)施與控制系統(tǒng)的運(yùn)行、維護(hù)、控制與管理措施,特別強(qiáng)調(diào)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(yùn)行可靠性與管理水平的手段,并結(jié)合實(shí)例介紹了GIS在城市水系統(tǒng)及管網(wǎng)系統(tǒng)管理中的開發(fā)與應(yīng)用;第四篇(第11章至第14章)全面探討企業(yè)運(yùn)營管理與給水排水項目投融資運(yùn)作,包括城市水業(yè)企業(yè)的內(nèi)部管理、給水排水系統(tǒng)調(diào)度、給水排水對外服務(wù)與收費(fèi)管理、給水排水項目投融資運(yùn)作等,重點(diǎn)分析了適用市場經(jīng)濟(jì)新情況的城市水業(yè)特征及其運(yùn)營與管理機(jī)制、城市水系統(tǒng)建設(shè)項目投融資方式、市場化運(yùn)作

在2009年9月22日于美國紐約召開的聯(lián)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(qiáng)度?！笆濉币?guī)劃提出，五年期間全國碳排放強(qiáng)度要下降17%。2100433B