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农村非点源生活污水垂直流人工湿地处理系统CH4排放驱动及控制研究


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农村非点源生活污水垂直流人工湿地处理系统CH4排放驱动及控制研究
  • 书号：9787030455901
    作者：罗鸿兵等
  • 外文书名：
  • 装帧：平装
    开本：16
  • 页数：
    字数：
    语种：zh-Hans
  • 出版社：
    出版时间：
  • 所属分类：
  • 定价： ￥89.00元
    售价： ￥70.31元
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本书总结了本研究团队近年来从事非点源污染与控制、农村非点源污染治理、人工湿地温室气体排放等相关研究时所应用的基本理论与常用方法，以农村非点源生活污水人工湿地处理系统的甲烷驱动与排放研究为重点，以处理农村非点源生活污水人工湿地甲烷排放监测为评估手段。本书共分为12章，主要包括五个方面的内容：一是垂直流复合人工湿地的水力学优化与设计；二是垂直流复合人工湿地甲烷排放的驱动；三是农村非点源生活污水垂直流复合人工湿地处理系统的甲烷排放控制；四是农村非点源生活污水垂直流复合人工湿地处理系统的甲烷排放监测与评估；五是甲烷排放数据库和甲烷驱动因子数据库系统的开发与集成。
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    第1章 绪论1
    1.1立题背景2
    1.2国内外研究现状及趋势5
    1.2.1人工湿地概况5
    1.2.2人工湿地在农村非点源污染治理中的应用9
    1.2.3人工湿地水力学特性研究概况11
    1.2.4湿地及人工湿地CH4排放的研究进展13
    1.3研究内容、技术路线和研究方法25
    1.3.1研究内容26
    1.3.2研究技术路线27
    1.3.3研究方法27
    第2章 研究材料与方法36
    2.1研究材料36
    2.1.1实验室设计的复合垂直流人工湿地系统36
    2.1.2野外实习基地复合垂直流人工湿地的构建38
    2.1.3选用的人工湿地植物40
    2.1.4复合人工湿地温室气体收集装置41
    2.2仪器与主要试剂43
    2.3试验方案44
    2.3.1试验地点44
    2.3.2复合垂直流人工湿地系统内部水流规律试验研究45
    2.3.3复合垂直流人工湿地系统流场模拟及优化设计试验研究47
    2.3.4复合垂直流人工湿地处理系统中CH4排放的碳驱动研究48
    2.3.5实验室复合垂直流人工湿地系统CH4排放控制实验50
    2.3.6复合垂直流人工湿地系统CH4排放控制实验52
    2.3.7野外人工湿地CH4排放监测58
    2.4数据处理分析61
    第3章 复合垂直流人工湿地系统水力学实验结果与分析62
    3.1水力停留时间的确定62
    3.2复合垂直流人工湿地系统内部水流规律分析63
    3.2.1系统各基质层横断面各采样点水流规律63
    3.2.2系统垂直断面各采样点水流规律69
    3.3复合垂直流人工湿地系统内部污染物质浓度变化分析75
    3.4复合垂直流人工湿地系统内部水力学存在问题75
    3.5复合垂直流人工湿地系统水力学优化改进76
    3.6复合垂直流人工湿地系统内部水力学问题的解决方法与思路79
    3.7本章小结80
    第4章 复合垂直流人工湿地系统流场模拟及优化设计81
    4.1多孔介质模型参数81
    4.2几何模型及网格生成82
    4.3求解设置83
    4.4流场分布模拟结果84
    4.5模拟优化设计结果87
    4.5.1进出水口位置和数量对水流的影响87
    4.5.2池底布置穿孔管对水流的影响及设计优化结果91
    4.6本章小结109
    第5章 葡萄糖驱动条件下CH4排放的宏观碳驱动110
    5.1同一葡萄糖浓度碳源出水池、进水池各系统CH4排放通量110
    5.1.1 0 mmol/L葡萄糖110
    5.1.2 0.5 mmol/L葡萄糖112
    5.1.3 1.0 mmol/L葡萄糖114
    5.1.4 2 mmol/L葡萄糖116
    5.1.5 4 mmol/L葡萄糖118
    5.2不同葡萄糖浓度碳源人工湿地系统CH4排放通量120
    5.2.1(茎+叶)系统120
    5.2.2(根+水)系统121
    5.2.3人工湿地CH4总排放通量122
    5.3不同葡萄糖浓度碳源下CH4排放通量与水质指标(COD、TC、TOC)分析126
    5.3.1CH4排放通量与COD 126
    5.3.2CH4排放通量与TC 128
    5.3.3CH4排放通量与TOC 130
    5.4不同葡萄糖浓度碳源下CH4排放通量与其他水质指标分析133
    5.4.1CH4排放通量与氧化还原电位133
    5.4.2CH4排放通量与pH 135
    5.4.3CH4排放通量与溶解氧(DO)137
    5.4.4CH4排放通量与电导率139
    5.4.5CH4排放通量与总溶解性固体141
    5.4.6CH4排放通量与盐度142
    5.4.7CH4排放通量与水温144
    5.4.8CH4排放通量与总氮147
    5.4.9CH4排放通量与正磷酸盐149
    5.5葡萄糖驱动条件下CH4排放实验的结果讨论151
    5.5.1CH4排放通量与外加碳源的关系151
    5.5.2CH4排放通量与环境因子的关系154
    5.5.3植物不同部位对CH4排放的作用156
    5.6葡萄糖驱动CH4产生的宏观机理分析158
    5.6.1葡萄糖驱动条件下CH4排放的碳质量平衡分析158
    5.6.2CH4质量梯度与TOC、TC质量梯度161
    5.6.3CH4质量梯度与基本水质质量梯度数据相关性分析165
    5.6.4CH4质量梯度与基本水质质量梯度主成分分析166
    5.6.5CH4浓度梯度与基本水质浓度梯度数据相关性分析167
    5.6.6CH4浓度梯度与水质浓度梯度的主成分分析168
    5.6.7葡萄糖驱动条件下CH4排放的动力学分析170
    5.7本章小结175
    第6章 乙醇驱动条件下CH4排放的宏观碳驱动176
    6.1同一浓度的氮驱动出水池、进水池各系统不同时间CH4排放通量176
    6.1.1 0 mmol/L乙醇176
    6.1.2 2 mmol/L乙醇178
    6.1.3 4 mmol/L乙醇179
    6.1.4 8 mmol/L乙醇181
    6.1.5 16 mmol/L乙醇183
    6.1.6 32 mmol/L乙醇184
    6.2不同浓度的碳驱动出水池、进水池各系统同一时间CH4排放通量186
    6.2.1进水池(茎+叶)系统(leaf-down)186
    6.2.2(茎+叶)系统(leaf-up)187
    6.3不同浓度下CH4总排放量188
    6.4乙醇驱动实验讨论189
    6.4.1植物不同部位的产CH4量分析189
    6.4.2CH4研究的日变化分析191
    6.5乙醇驱动CH4产生的宏观机理分析195
    6.5.1乙醇驱动条件下CH4排放的碳质量平衡分析195
    6.5.2CH4质量梯度与TOC、TC质量梯度203
    6.5.3CH4质量梯度与基本水质质量梯度数据相关性分析205
    6.5.4CH4质量梯度与基本水质质量梯度主成分分析206
    6.5.5CH4浓度梯度与基本水质浓度梯度数据相关性分析207
    6.5.6CH4浓度梯度与水质浓度梯度的主成分分析209
    6.5.7乙醇驱动条件下CH4排放的动力学分析210
    6.6本章小结215
    第7章 尿素驱动条件下CH4排放的宏观碳驱动217
    7.1同一浓度的氮驱动出水池、进水池各系统不同时间CH4排放通量217
    7.1.1空白实验(0 mmol/L尿素)CH4排放217
    7.1.212.1 mmol/L尿素驱动实验的CH4排放219
    7.1.330 mmol/L尿素驱动实验的CH4排放222
    7.1.445 mmol/L尿素驱动实验的CH4排放224
    7.1.561 mmol/L尿素驱动实验的CH4排放226
    7.1.680 mmol/L尿素驱动实验的CH4排放229
    7.2同一时刻不同浓度尿素源出水池、进水池各系统CH4排放通量231
    7.2.1进水池(茎+叶)系统(leaf-down)CH4排放通量231
    7.2.2出水池(茎+叶)系统(leaf-up)CH4排放通量233
    7.2.3进水池(根+水)系统(root-down)CH4排放通量234
    7.2.4出水池(根+水)系统(root-up)CH4排放通量236
    7.3不同浓度下CH4总排放通量237
    7.4CH4排放与总氮(TN)浓度关系分析239
    7.5试验讨论243
    7.5.1植物不同部位的产CH4量分析243
    7.5.2CH4排放日变化分析244
    7.6尿素驱动CH4产生的宏观机理分析245
    7.6.1尿素驱动条件下CH4排放的碳质量平衡分析245
    7.6.2CH4质量梯度与TOC、TC质量梯度250
    7.6.3CH4质量梯度与基本水质质量梯度数据相关性分析254
    7.6.4CH4质量梯度与基本水质质量梯度主成分分析255
    7.6.5CH4浓度梯度与基本水质浓度梯度数据相关性分析256
    7.6.6CH4浓度梯度与水质浓度梯度的主成分分析257
    7.6.7尿素驱动条件下CH4排放的动力学分析258
    7.7本章小结263
    第8章 实验室复合垂直流人工湿地系统CH4排放控制264
    8.1复合垂直流人工湿地系统出水水质变化264
    8.2各监测点CH4的排放通量265
    8.3曝气对CH4排放通量和污水净化效率的影响267
    8.4曝气时间的影响269
    8.5曝气位置的影响270
    8.6开始曝气时间的影响270
    8.7本章小结271
    第9章 野外复合垂直流人工湿地系统CH4排放控制272
    9.1人工湿地CH4控制结果分析272
    9.1.1空白试验CH4排放272
    9.1.2农村非点源生活污水CH4排放控制实验的CH4排放结果277
    9.2人工湿地中氧气传递效率的分析300
    9.2.1人工湿地曝气效果分析301
    9.2.2气体传递过程中的能量损失307
    9.2.3几种不同曝气处理工艺比较309
    9.3曝气、水位对人工湿地CH4排放通量的影响分析311
    9.4曝气对人工湿地污染物去除效果分析313
    9.5水质对人工湿地CH4排放通量影响分析315
    9.5.1水温315
    9.5.2溶解氧318
    9.5.3pH320
    9.5.4电导率322
    9.5.5氧化还原电位323
    9.5.6营养物质(TC、TOC、TN、TP)325
    9.6农村非点源生活污水人工湿地处理系统CH4排放控制措施333
    9.6.1农村非点源生活污水人工湿地处理系统CH4排放经济估算333
    9.6.2农村非点源生活污水人工湿地处理系统CH4排放控制措施335
    9.7本章小结336
    第10章 农村非点源污水人工湿地处理系统的CH4排放评估339
    10.1农村人工湿地处理农村生活非点源污水的生命周期成本评估概述339
    10.1.1成都郫县安德镇园田村社区人工湿地生命周期评估339
    10.1.2成都郫县安德镇庭院人工湿地生命周期评估340
    10.2成都市郫县园田村农村非点源污水人工湿地处理系统的CH4排放评估341
    10.2.1园田村社区人工湿地概况341
    10.2.2园田村社区人工湿地各监测点位CH4月排放量343
    10.2.3园田村社区人工湿地各监测点位CH4年排放量348
    10.2.4园田村垂直流庭院人工湿地各监测点位CH4月排放通量349
    10.2.5园田村垂直流庭院人工湿地各监测点位CH4年排放量354
    10.3成都市郫县安龙村非点源污水人工湿地处理系统的CH4排放评估356
    10.3.1安龙村垂直流庭院人工湿地各监测点位CH4月排放量356
    10.3.2安龙村垂直流庭院人工湿地各监测点位CH4年排放通量363
    10.3.3安龙村复合庭院人工湿地各监测点位CH4月排放通量364
    10.3.4安龙村复合庭院人工湿地各监测点位CH4年排放通量369
    10.4本章小结370
    第11章 CH4排放数据库和CH4驱动因子数据库系统的开发与集成372
    11.1开发背景及意义372
    11.2系统概要设计372
    11.2.1系统分析372
    11.2.2系统目标373
    11.2.3系统模块划分373
    11.2.4系统功能结构374
    11.2.5程序运行环境376
    11.2.6数据库设计377
    11.3系统实现与成果展示377
    11.3.1登录模块的设计及主界面设计377
    11.3.2系统基本功能的实现与展示378
    11.4系统的功能和技术先进性384
    11.5数据库系统应用的效益与继续开发384
    11.5.1系统开发与应用的效益384
    11.5.2继续开发385
    11.6数据库系统项目存在的问题385
    11.7本章小结385
    第12章 研究展望387
    12.1我国非点源污染控制与管理的发展趋势387
    12.2有关人工湿地CH4驱动研究390
    12.3有关农村非点源生活污水人工湿地处理系统CH4排放控制研究391
    主要参考文献393
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