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編輯推薦： 学术思想：主要是引入了可持续性概念，在美国等发达国家，工程设计已经开始考虑可持续性概念，可持续性设计是未来工程设计的潮流和新热点。内容范围：针对可持续性，将城市污水回用放置于可持续性发展框架下，加入了针对可持续性回用的工程设计新技术和动向。结构体系：先引入可持续性发展概念，然后在城市污水回用设计中引入可持续性概念，介绍美国等发达国家设计技术，再介绍针对可持续性设计的工程设计改进。写作特点：通俗易懂，采用大量工程设计数据和经验进行介绍。 內容簡介： 本书主要包括城市污水现状与可持续应用概论、城市污水土地应用与系统分类、城市污水土地应用系统中土壤水力学、城市污水土地应用系统中的污水水质与污染物去除、城市污水土地应用系统中植物功能与选择、城市污水土地应用系统场地选择与场地调查、城市污水土地应用系统污水预处理和储存、城市污水土地应用系统污水输送与配水系统、城市污水土地应用系统工艺设计以及城市污水土地可持续应用系统设计案例分析等内容。 本书具有较强的技术性、针对性和可操作性，可供从事环境工程、市政工程、城市规划与城镇污水管网设计等领域的工程技术人员、科研人员和管理人员参考，也可供高等学校环境科学与工程、市政工程及相关专业师生参阅。 本书主要包括城市污水现状与可持续应用概论、城市污水土地应用与系统分类、城市污水土地应用系统中土壤水力学、城市污水土地应用系统中的污水水质与污染物去除、城市污水土地应用系统中植物功能与选择、城市污水土地应用系统场地选择与场地调查、城市污水土地应用系统污水预处理和储存、城市污水土地应用系统污水输送与配水系统、城市污水土地应用系统工艺设计以及城市污水土地可持续应用系统设计案例分析等内容。 本书具有较强的技术性、针对性和可操作性，可供从事环境工程、市政工程、城市规划与城镇污水管网设计等领域的工程技术人员、科研人员和管理人员参考，也可供高等学校环境科学与工程、市政工程及相关专业师生参阅。 關於作者： 段润斌，太原理工大学环境科学与工程学院，副教授，2009年博士毕业于美国德克萨斯理工大学土木与环境工程系，此后于美国德克萨斯理工大学和佛罗里达大学从事科研工作，2014年底归国于太原理工大学环境科学与工程学院从事教学科研工作。主要研究水和污水可持续处理与工程技术。 （1）相关研究项目 入职太原理工大学后： ① 基于低强度超声波激励的短程SND生物膜微环境行为效应及功能菌群响应机制，国家基金青年，2017.01-2019.12，排名第二 段润斌，太原理工大学环境科学与工程学院，副教授，2009年博士毕业于美国德克萨斯理工大学土木与环境工程系，此后于美国德克萨斯理工大学和佛罗里达大学从事科研工作，2014年底归国于太原理工大学环境科学与工程学院从事教学科研工作。主要研究水和污水可持续处理与工程技术。 （1）相关研究项目 入职太原理工大学后： ① 基于低强度超声波激励的短程SND生物膜微环境行为效应及功能菌群响应机制，国家基金青年，2017.01-2019.12，排名第二 ② 基于改性膨润土去除印染废水中有机污染物的研究, 山西省重点研发计划（一般）社会发展项目，2017.01-2019.12，排名第二 ③ 山西省自然生态状况调查，山西省科协，2015.7-2016.7，主持 ④ 雨水生物过滤系统绿色填料处理性能研究，太原理工大学引进人才研究项目，2017.10-2020.9，主持 在美期间： 参与14个研究项目，经费来源包括美国国家环保署、美国国家能源部、美国国防部、美国空军、美国农业部、美国德克萨斯州环保局与交通局、美国佛罗里达州环保局等，研究内容包括可持续污水处理与回用、污水与废物自然处理、农业废物可持续处置与回用、美国佛罗里达州Suwannee河流流域水资源与土壤修复与污染防护、PPCPs自然处理、污水生产微型藻类生物质能、污水生物质能生产等。 （2）研究成果 相关成果发表在本专业期刊Environmental Science and Technology等，国际农业和生物工程师学会年会口头学术报告4次，国际土壤年会Poster学术报告1次。一作与通讯作者SCI论文14篇，其中两篇期刊收录，国际会议论文5篇，均被EI收录，英文书章节一部。新录用国内核心期刊论文一篇。 目錄： 第1章城市污水现状与可持续应用概论1 1.1城市污水现状1 1.2城市污水可持续应用概论3 1.2.1可持续性概念、可持续发展与环境3 1.2.2可持续水资源管理7 1.2.3世界水危机与可持续解决方案7 1.2.4城市污水可持续应用15 参考文献17 第2章城市污水土地应用与系统分类19 2.1城市污水土地应用介绍19 2.1.1城市污水土地应用概念19 2.1.2城市污水土地应用与水危机20 2.1.3城市污水土地应用用途21 2.1.4城市污水土地应用优点、缺点与局限性22 2.1.5国际城市污水土地应用简介24 2.2城市污水土地应用系统分类27 2.2.1慢速渗滤系统29 2.2.2快速渗滤系统30 2.2.3地表漫流系统31 2.2.4系统限制性设计参数31 参考文献32 第3章城市污水土地应用系统中土壤水力学33 3.1土壤性质33 3.1.1土壤物理性质33 3.1.2土壤化学性质35 3.2水在土壤中的运动37 3.3饱和水力传导率40 3.4非饱和水力传导率42 3.5渗滤能力42 3.5.1设计渗滤率42 3.5.2垂向渗透率计算42 3.5.3土壤剖面排水43 参考文献43 第4章城市污水土地应用系统中的污水水质与污染物去除45 4.1城市污水土地应用系统中污水水质介绍45 4.1.1公共健康保护类污水水质参数46 4.1.2环境与农艺影响类污水水质参数47 4.1.3其他关注的污水水质参数48 4.2城市污水土地应用系统污水中污染物去除48 4.2.1总悬浮固体（TSS）48 4.2.2生化需氧量（BOD5）49 4.2.3石油与油脂类50 4.2.4病原体52 4.2.5金属离子58 4.2.6氮61 4.2.7磷63 4.2.8钾和其他微营养物65 4.2.9微量有机污染物69 4.2.10其他水质参数74 参考文献75 第5章城市污水土地应用系统中植物功能与选择79 5.1系统中的植物79 5.2植物蒸腾蒸发79 5.2.1蒸腾水散失80 5.2.2蒸发水散失80 5.2.3蒸发蒸腾水散失计算81 5.2.4蒸发蒸腾水散失潜力83 5.2.5蒸发蒸腾水散失预测估计84 5.3植物选择84 5.3.1慢速渗滤系统设计中植物选择84 5.3.2地表漫流系统设计中植物选择87 5.3.3快速渗滤系统设计中植物选择87 5.4森林植物选择87 5.4.1氮摄取88 5.4.2磷和微量金属离子89 5.5植物管理89 5.5.1地表漫流系统中植物管理90 5.5.2森林植物管理90 参考文献91 第6章城市污水土地应用系统场地选择与场地调查93 6.1城市污水土地应用系统场地选择因素94 6.1.1污水特征94 6.1.2初步估计污水负荷率95 6.1.3污水储存需求与气象条件95 6.1.4场地面积估计96 6.2场地鉴定与筛选97 6.2.1场地鉴定97 6.2.2场地筛选100 6.3城市污水土地应用系统设计前场地调查104 6.3.1场地土壤性质调查105 6.3.2场地地下水条件调查108 6.3.3场地土壤入渗率调查111 6.3.4农艺因素111 参考文献112 第7章城市污水土地应用系统污水预处理和储存114 7.1美国国家环保署污水土地应用前预处理指南114 7.2污水预处理类型115 7.3自然塘对污水污染物的去除115 7.3.1自然塘中BOD与TSS去除116 7.3.2自然塘中氮去除117 7.3.3自然塘中磷去除118 7.3.4自然塘中病原体去除119 7.3.5自然塘中重金属离子和痕量有机物去除120 7.4人工湿地对污水中污染物去除120 7.4.1人工湿地去除BOD时所需面积120 7.4.2人工湿地去除氮时所需面积120 7.5储存池设计121 7.5.1存储计算方法121 7.5.2地表漫流系统污水储存122 7.6储存池运行123 7.7物理设计和建造124 参考文献124 第8章城市污水土地应用系统污水输送与配水系统126 8.1泵站126 8.1.1输送泵126 8.1.2配水泵127 8.1.3尾水泵127 8.1.4压力干管128 8.2配水系统128 8.2.1地表配水128 8.2.2喷淋配水128 8.2.3设计考虑129 8.3地表配水设计131 8.3.1脊沟配水131 8.3.2边界分级配水132 8.3.3地表漫流系统地表配水134 8.3.4快速渗滤系统地表配水134 8.4喷淋配水135 8.4.1固定喷淋系统136 8.4.2森林固定装置喷淋系统138 8.4.3地表漫流系统中固定装置喷淋系统138 8.4.4移动停止喷淋配水系统139 8.5连续移动系统140 参考文献143 第9章城市污水土地应用系统工艺设计145 9.1慢速渗滤系统工艺设计145 9.1.1慢速渗滤系统分类145 9.1.2最大水力负荷率146 9.1.3土地面积确定150 9.1.4缓冲区需求151 9.1.5储存需求151 9.1.6作物选择151 9.1.7配水系统152 9.1.8应用制度确定152 9.2地表漫流系统工艺设计152 9.2.1系统组成152 9.2.2场地特征153 9.2.3系统布置153 9.2.4运行标准和系统能力153 9.2.5设计程序154 9.2.6土地面积需求157 9.2.7设计考虑158 9.3快速渗滤系统工艺设计160 9.3.1处理需求161 9.3.2水力负荷率163 9.3.3土地需求164 9.3.4水力负荷周期165 9.3.5冷天气运行167 9.3.6排水167 参考文献169 第10章城市污水土地可持续应用系统设计案例分析170 10.1基于水平衡、氮平衡、盐平衡的系统设计新方法与运行170 10.1.1城市污水土地可持续应用系统设计新方法目标与意义170 10.1.2城市污水土地可持续应用系统设计新方法172 10.1.3系统设计新方法场地测试设计介绍177 10.1.4场地运行测试结果与分析183 10.2城市污水土地应用系统运行中的反硝化202 10.2.1城市污水土地应用系统运行中反硝化测试目标与意义202 10.2.2城市污水土地应用系统反硝化测试202 10.2.3污水土地应用系统反硝化测试结果与分析205 10.3城市养殖场废物处理后污水土地可持续应用系统209 10.3.1应用系统介绍209 10.3.2基于设计新方法的运行测试介绍212 10.3.3运行测试结果与分析214 10.4城市污水土地可持续应用系统中的氮215 10.4.1工程系统运行中氮测试对设计的意义215 10.4.2典型工程应用系统运行中TKN和反硝化测试216 10.4.3结果与分析217 参考文献219 內容試閱： 随着人口高速增长和城镇化进程加快，我国城市污水量持续升高，水污染日趋严重，加剧了水资源短缺的矛盾，加重了水危机，严重影响我国经济社会可持续发展。因地制宜地将城市污水传统人工处理和城市污水土地应用结合起来，加快推进城市污水资源化及循环利用，是有效缓解我国水资源供需矛盾和闭合水资源自然循环的有效途径之一。本书从解决世界水危机问题入手，明确了城市污水可持续应用的基本内涵，本着污水处理与回用技术必须实现环境友好的思想，提出了城市污水可持续处理与回用技术，论述了城市污水可持续土地应用系统工程设计新方法；另外，介绍了美国环境工程领域城市污水土地应用系统工程设计技术。从可持续性角度出发，提出了城市污水可持续土地应用系统综合质量平衡设计方法，并介绍了基于该方法设计的污水土地应用系统场地运行的工程研究成果，并论述了设计和运行中的环境与经济问题。 本书为城市污水土地应用系统的工程设计研究型专著。全书共分10章：第1章，介绍世界城市污水现状，提出城市污水可持续应用概念，阐明可持续性内涵以及可持续发展和环境之间的关系，明确了世界水危机的可持续解决方案；第2章，介绍城市污水土地应用概念，论述城市污水土地应用与水危机关系，阐述了城市污水土地应用系统的用途、优缺点及分类；第3章，介绍城市污水土地应用系统中涉及的土壤物理性质、土壤化学性质、土壤水力学特征，论述进行城市污水土地应用系统设计在土壤水力学方面的新发现；第4章，介绍城市污水土地应用系统设计中污水水质参数，论述城市污水中各类污染物的去除机理和工程设计措施；第5章，论述植物在城市污水土地应用系统中的功能，介绍工程设计中植物选择方法和管理方法；第6章，论述城市污水土地应用系统场地选择与场地调查；第7章，介绍城市污水土地应用系统污水应用前预处理设计技术与计算方法，论述预处理技术对城市污水中污染物的去除机理和工程研究结果；第8章，介绍配水系统设计计算方法和美国不同于我国的污水布水系统设计计算方法；第9章，介绍3种城市污水土地应用系统工艺设计计算方法，论述各种系统中水力负荷、作物选择、土地面积需求、储存需求、冷天气运行之间的关系；第10章，介绍城市污水土地可持续应用系统新设计方法即综合质量平衡法以及实际工程应用研究成果，论述土壤反硝化机理和土壤TKN变化机理，介绍实际工程研究中土壤反硝化和土壤TKN场地测试结果。 本书的内容主要是目前国际上实现城市污水可持续回用中所面临的工程设计技术问题的解决方案，融合了笔者在美国攻读博士学位期间、在美国进行污水可持续土地应用系统工程设计研究阶段和参与美国得克萨斯州污水土地应用设计手册撰写过程中的学术思想、工程经验和研究成果。本书具有较强的技术性和针对性，可供环境工程、市政工程、城市规划与城镇污水管网设计等领域的工程技术人员、科研人员和管理人员参考，也可供高等学校环境科学与工程、市政工程及相关专业师生参阅。 本书由太原理工大学环境科学与工程学院段润斌著。同时，在写作过程中，得到了美国得克萨斯理工大学Dr.Clifford Fedler教授和Dr.John Borrelli教授的大力支持。另外，在本书写作过程中引用了该领域部分参考文献和相关资料，在此对国内外同行和前辈在城市污水土地应用系统工程设计方面做出的贡献表示崇高的敬意。 限于著者水平及著写时间，书中不足和疏漏之处在所难免，恳请专家和读者给予指正。 著者 2019年4月于太原

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