城市污水稳定塘设计手册 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

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isbn号码:9787112011551

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《城市污水稳定塘设计手册》：一本实用技术指南，助力高效生态水处理 本书旨在为城市污水处理领域的工程技术人员、设计人员、研究学者以及相关管理者提供一份全面、深入且极具实践指导意义的技术参考。通过对城市污水稳定塘技术原理、工艺流程、设计计算、运行管理及发展趋势的系统阐述，本书致力于提升稳定塘的设计水平和运行效率，推动绿色、可持续的城镇污水处理事业发展。 第一章 绪论 本章将为读者勾勒出城市污水稳定塘技术的研究背景、发展历程及其在现代污水处理体系中的地位。我们将深入探讨全球范围内城市化进程加速、水资源短缺以及环境保护日益严峻的挑战，并在此背景下，着重分析稳定塘作为一种低能耗、低成本、环境友好的污水处理技术所展现出的独特优势和巨大潜力。 1.1 研究背景与意义： 介绍城市污水处理的普遍性需求，阐述传统污水处理技术在能耗、成本、污泥处理等方面的局限性，引出稳定塘技术作为一种替代或补充方案的必要性。强调稳定塘在发展中国家及农村地区污水处理中的突出价值。 1.2 稳定塘技术发展历程： 回顾稳定塘技术从最初的简单沉淀池发展到如今集成化、多功能化工艺的演变过程。梳理不同历史时期技术革新和理论突破的关键节点。 1.3 稳定塘在城市污水处理中的地位与优势： 详细分析稳定塘在处理效果（BOD、COD、SS、TN、TP的去除）、运行维护、占地面积、能源消耗、投资成本、操作简便性、生态友好性等方面的优势。对比其与其他主流污水处理工艺（如活性污泥法、膜处理等）的优劣，明确其适用的场景和局限性。 1.4 本书的结构与内容安排： 概述本书各章节的主要内容，说明本书的逻辑框架和技术深度，帮助读者快速了解本书的全貌。 第二章 稳定塘作用机理与分类 本章将深入剖析稳定塘处理城市污水的各种生物、物理及化学过程，并在此基础上，详细介绍不同类型稳定塘的设计特点、适用范围及各自的处理效能。 2.1 稳定塘内主要处理过程： 2.1.1 物理过程： 沉淀（去除悬浮物）、浮选、蒸发（影响水量和盐度）。 2.1.2 生物化学过程： 好氧作用： 藻类光合作用释放氧气，微生物氧化有机物。详细阐述藻类与细菌的共生关系，以及溶解氧浓度、pH值、温度等环境因素对好氧菌及藻类生长的影响。 兼氧作用： 塘底部分缺氧区域，好氧菌、兼氧菌和厌氧菌共同作用。 厌氧作用： 塘底污泥层中的厌氧发酵过程，有机物分解产生甲烷、二氧化碳等。 沉淀与污泥积累： 悬浮物和生物絮体在重力作用下沉降，形成污泥层。 2.1.3 化学过程： 营养盐的吸收与转化（如氮、磷的硝化、反硝化、吸附等）。 2.2 稳定塘的分类与特点： 2.2.1 厌氧塘： 详细介绍其结构（水深、停留时间）、处理机理（主要是厌氧分解）、去除效果（对COD、BOD有一定去除，对SS和TN、TP去除效果有限）、适用范围（如预处理、低浓度污水、气候寒冷地区）以及优缺点。 2.2.2 兼氧塘： 介绍其结构（水深适中、有通气装置或自然曝气）、处理机理（好氧和厌氧协同作用）、去除效果（比厌氧塘高，但低于好氧塘）、适用范围（作为厌氧塘的后处理或单独处理中等浓度污水）以及优缺点。 2.2.3 好氧塘： 重点介绍其不同类型： 自然好氧塘（Algal Pond）： 讲解藻类光合作用提供氧气的原理，设计要点（水深、表面积、停留时间），去除效果（对BOD、COD、SS、TN、TP都有较高去除率），其局限性（占地面积大、受气候影响大）。 曝气稳定塘（Facultative Aerated Pond）： 介绍机械曝气或表面曝气装置的作用，其优势在于不受藻类生长季节性影响，能提供充足溶解氧，处理效率更高，占地面积相对较小，但能耗和初期投资增加。详细说明不同曝气方式（如表面曝气机、鼓风曝气）的选择与布置。 2.2.4 稳定塘组合工艺： 探讨厌氧塘-兼氧塘、厌氧塘-好氧塘、兼氧塘-好氧塘、多级好氧塘等组合方式，分析组合工艺的优势（提高整体处理效率、实现多级污染物去除）、设计要点和应用案例。 第三章 城市污水特性与稳定塘设计参数选择 本章将深入分析城市污水的水质水量特征，并在此基础上，系统阐述如何根据污水特性和处理目标，科学选择稳定塘的设计参数。 3.1 城市污水的特性分析： 3.1.1 水量变化规律： 日变化、季节变化、降雨影响等。分析水量预测方法及对稳定塘设计的影响。 3.1.2 水质指标： 有机污染物： BOD5、COD（总有机碳 TOC）、BOD/COD比值。分析不同指标的意义及对稳定塘处理的影响。 悬浮物（SS）： 浓度、粒径分布。 营养盐： 总氮（TN）、氨氮（NH3-N）、硝态氮（NO3-N）、总磷（TP）、溶解性磷（PO4-P）。分析其来源、形态及其在稳定塘中的转化过程。 其他指标： pH值、温度、溶解氧、病原微生物、重金属、挥发性有机物（VOCs）等。 3.1.3 污水水质与稳定塘的处理负荷： 讲解如何将污水水质指标转化为稳定塘的设计负荷（如表面负荷、容积负荷）。 3.2 稳定塘设计参数选择： 3.2.1 水力停留时间（HRT）： 讲解HRT对污染物去除效果、污泥积累、藻类生长等的影响。提供不同类型稳定塘的典型HRT范围，并介绍基于污染物动力学模型或经验公式的HRT计算方法。 3.2.2 表面负荷（Surface Loading Rate, SLRs）： 针对好氧塘，重点阐述SLR（通常以kg BOD/(hm²·d)表示）对去除效率的影响。介绍SLR的选择依据，如气候条件、设计出水水质要求等，并给出不同地区和不同类型稳定塘的SLR推荐值。 3.2.3 容积负荷（Volumetric Loading Rate）： 针对厌氧塘和曝气塘，介绍容积负荷（通常以kg COD/(m³·d)或kg BOD/(m³·d)表示）的含义及其与HRT、污染物浓度的关系。 3.2.4 水深（Depth）： 分析水深对光照穿透、溶解氧分布、污泥容积、温度分层、风浪效应等的影响。提供不同类型稳定塘的推荐水深范围，并解释其设计依据。 3.2.5 塘体有效容积（Effective Volume）： 讲解有效容积的计算，包括污泥区容积和处理水容积的考量。 3.2.6 塘体几何形状与尺寸： 考虑水力学性能（避免短流）、进出水方式、土地利用效率、风力作用等因素，讨论矩形、圆形及不规则形状的优缺点，以及单塘和多塘串联/并联的设计。 3.2.7 进出水构筑物设计： 介绍进水扩散器、溢流堰、滗水器等构筑物的功能及设计要点，以实现良好的水力分布和出水水质。 第四章 稳定塘设计计算与选型 本章将提供一套系统化的稳定塘设计计算方法，并通过实例讲解，帮助读者掌握具体的设计流程和技术要领。 4.1 设计流程概述： 遵循“收集资料-确定工艺-计算参数-初步设计-复核优化”的流程，系统介绍设计步骤。 4.2 污染物去除动力学模型： 4.2.1 BOD去除动力学： 介绍Displacement Flow模型、Completely Mixed模型等，及其在计算HRT和去除率中的应用。 4.2.2 氮磷去除动力学： 探讨硝化、反硝化、藻类吸收、磷酸盐沉淀等过程的动力学特点，以及如何将其纳入设计计算。 4.3 不同类型稳定塘的详细设计计算： 4.3.1 厌氧塘设计计算： 基于COD/BOD负荷，结合HRT要求，计算塘体容积和表面积。 4.3.2 兼氧塘设计计算： 考虑其兼具好氧和厌氧功能，根据目标污染物去除率，计算HRT和必要的曝气量（如有）。 4.3.3 好氧塘（自然好氧塘）设计计算： 基于BOD表面负荷，结合地区太阳辐射、温度等气候参数，计算塘体表面积和容积。 4.3.4 曝气稳定塘设计计算： 结合BOD/COD负荷、HRT以及曝气设备效率，计算所需的曝气量和塘体容积，并考虑污泥沉淀容积。 4.4 稳定塘组合工艺设计计算： 针对多级串联或并联的组合工艺，介绍如何逐级计算各级塘的设计参数，并进行整体效能评估。 4.5 污泥处理与排放： 估算污泥生成量，讨论污泥的性质、定期清淤的周期和方法，以及污泥的后续处理与利用（如土地利用、堆肥等）。 4.6 工程实例分析： 提供一个或多个实际的城市污水处理厂设计案例，详细展示设计计算的全过程，包括参数选择、公式应用、图纸绘制等，以便读者对照学习。 第五章 稳定塘的运行管理与维护 本章将聚焦于稳定塘的实际运行，提供一套科学有效的管理与维护策略，以确保稳定塘长期稳定高效运行。 5.1 稳定塘运行的基本原则： 强调“预防为主，综合治理”，保持水力稳定，优化生态平衡。 5.2 运行参数监测与控制： 5.2.1 主要监测指标： 水位、水温、pH值、溶解氧、COD、BOD、SS、TN、TP、藻类密度、优势菌群等。 5.2.2 监测频率与方法： 制定详细的监测计划，介绍常用的监测仪器和分析方法。 5.2.3 运行参数的调控： 根据监测结果，调整进水量、曝气量（如有）、清淤周期、藻类密度控制等。 5.3 藻类与浮游生物的管理： 5.3.1 藻类生长调控： 讨论如何通过调整水深、营养盐比例、适当曝气等方式，促进有益藻类生长，抑制有害藻类爆发。 5.3.2 浮游动物与细菌的平衡： 探讨其在有机物降解和澄清过程中的作用。 5.4 污泥管理： 5.4.1 污泥厚度监测： 介绍监测方法，如声纳探测、污泥指示棒等。 5.4.2 清淤时机与方法： 制定合理的清淤计划，介绍不同清淤设备的性能和操作要点。 5.4.3 污泥脱水与处置： 简要介绍污泥的初步脱水方法及合规的处置途径。 5.5 常见运行问题及对策： 5.5.1 异味问题： 分析原因（如厌氧发酵加剧、硫化物产生等），提出控制措施（如增加曝气、调整进水）。 5.5.2 藻类大量繁殖或死亡： 探讨原因（如营养失衡、病害等），提出应对策略。 5.5.3 出水水质不达标： 分析原因（如HRT不足、负荷过高、生物活性下降等），提出改进方案。 5.5.4 蚊蝇滋生： 讨论控制方法，如清除漂浮物、适度水流等。 5.6 安全管理： 强调安全操作规程、个人防护措施、设备维护安全等。 5.7 自动化与智能化管理： 介绍物联网（IoT）、大数据分析等技术在稳定塘运行监测与管理中的应用潜力。 第六章 稳定塘的生态化改造与发展趋势 本章将展望稳定塘技术未来的发展方向，重点介绍其在生态修复、资源化利用以及与其他先进技术融合方面的创新与探索。 6.1 稳定塘的生态化改造： 6.1.1 强化人工湿地技术集成： 结合人工湿地的植物净化能力，提高氮磷去除效率，改善出水水质。 6.1.2 引入特定微生物群落： 培育或接种能够高效降解特定污染物的微生物，提高处理效率。 6.1.3 曝气方式优化： 探索更节能、高效的曝气技术，如微孔曝气、超声波曝气等。 6.1.4 藻类养殖与利用： 介绍藻类作为生物能源、生物肥料、生物吸收剂的潜力，以及藻类生产与污水处理相结合的模式。 6.2 稳定塘与其他处理技术的耦合： 6.2.1 预处理技术： 如格栅、沉砂池、初沉池、隔油池等，降低稳定塘负荷。 6.2.2 后处理技术： 如人工湿地、砂滤、活性炭吸附、紫外消毒等，提升出水水质，满足回用标准。 6.2.3 厌氧消化与沼气利用： 与厌氧消化技术结合，实现有机物资源化利用，产生沼气能源。 6.3 稳定塘的资源化与循环利用： 6.3.1 污泥的肥料化与建材化： 介绍污泥作为土壤改良剂、肥料或建材的开发利用。 6.3.2 废水回用： 探讨稳定塘处理后的水体在景观绿化、工业冷却、农业灌溉等方面的回用潜力。 6.4 稳定塘在生态修复中的应用： 讨论其在处理工业废水、矿山废水、面源污染等方面的潜力。 6.5 政策法规与未来展望： 分析当前政策法规对稳定塘技术推广的影响，展望稳定塘技术在未来城镇化进程中的地位和发展前景。 附录 附录A： 相关国家或行业标准规范汇编 附录B： 典型城市污水水质水量参数参考值 附录C： 稳定塘设计常用公式及图表 附录D： 稳定塘运行监测记录模板 本书力求语言精练，逻辑清晰，配以丰富的图表和详实的计算示例，旨在为读者提供一条通往稳定塘设计与管理精通的便捷之路。我们相信，本书将成为城市污水处理领域工程师们案头必备的实用工具书，为构建更加绿色、可持续的城市水环境贡献力量。

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这本书的内容深度远超我预期的“手册”范畴，更像是一本结合了前沿研究成果的深度技术专著。阅读过程中，我时常需要放慢速度，因为其中涉及的生物化学反应动力学和微生物群落演替的讨论，需要反复咀嚼才能完全消化。例如，书中对活性污泥与藻类共生体系稳定性的数学模型构建进行了详尽的阐述，这对于优化塘体运行参数，提高出水水质稳定性至关重要。我对书中关于藻类抑制策略的章节尤其感兴趣，作者并未简单地推荐化学除藻剂，而是深入探讨了通过调节水力停留时间（HRT）和光照强度来自然调控藻类生长的生态工程思路，这无疑是更符合现代可持续发展理念的。尽管部分高等数学推导显得有些吃力，但作者随后提供的简化工程估算公式，又及时拉回了工程实操层面，这种高屋建瓴又脚踏实地的叙事方式，令人赞叹。它成功架起了理论研究者与一线工程师之间的桥梁。

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作为一名项目经理，我最看重的是工具书的实用性和可靠性。这本书在这方面表现出色，它的参考价值体现在对大量历史数据和标准工况的梳理上。书中收录的各种修正系数、经验数据表格，简直就是我的“救命稻草”。在面对一些特殊的非标项目时，我不再需要从零开始摸索，可以直接参照书中不同地区、不同进水浓度的系数进行初步估算，大大提高了前期方案论证的效率。此外，书中对于稳定塘的建设成本估算和运行维护（O&M）的章节，也给出了非常细致的分解。它不仅告诉你“怎么建”，还告诉你“怎么管”和“花多少钱”，这对于项目预算控制和后期运营方针的制定具有极强的指导意义。这种全生命周期的视角，让这本书的价值超越了一般的纯技术指南。

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我最近在对比几种不同类型的污水处理技术，这本书成为我评估稳定塘方案时不可或缺的参考依据。它在对比传统活性污泥法与稳定塘法在能耗、占地和抗冲击负荷能力方面的优劣势时，分析得尤为透彻。书中用图表清晰地展示了稳定塘在负荷突变时的自净能力曲线，这在面对工业废水波动较大的情况时，提供了强有力的技术支撑。更让我惊喜的是，书中对稳定塘在生态修复和景观融合方面的探讨。它并未将稳定塘仅仅视为一个排污构筑物，而是上升到了人水和谐共处的层面，探讨了如何通过合理的绿化和水体设计，将稳定塘打造成一个城市水景公园的一部分。这种将环保工程、景观设计与生态学完美融合的理念，为我们规划未来城市水务基础设施提供了全新的思路和广阔的想象空间。

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这本书的装帧设计颇具匠心，封面采用了略带磨砂质感的深蓝色调，搭配着烫金的标题字体，整体散发出一种沉稳而专业的学术气息。初次翻开时，我立刻被其清晰的目录结构所吸引。章节划分逻辑严密，从基础的水动力学原理讲起，逐步深入到不同类型稳定塘（如厌氧塘、兼氧塘、好氧塘）的详细设计参数和计算方法。特别是书中对现有国家或行业规范的引用和解读，详实且到位，让人感觉这本书不仅仅是理论的堆砌，更是工程实践的宝典。我特别留意了其中关于进出水堰设计和污泥清淤周期的章节，里面的图示清晰直观，即使是复杂的流态模拟结果，也能通过简洁的示意图快速把握核心要点。对于我们这些常年在一线从事设计工作的人来说，这种将晦涩的工程计算转化为直观操作指南的能力，是极其宝贵的。书中对于不同气候带和不同水质标准的稳定塘应用案例分析也令人印象深刻，体现了编者对实际工程中各种突发状况的深刻理解和预见性。

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这本书的叙述风格是极其严谨和克制的，没有丝毫浮夸或自我标榜的成分，仿佛一位经验丰富的老专家在娓娓道来他毕生所学。它的语言凝练，措辞精准，每一个术语的使用都恰如其分，体现了作者深厚的专业素养。特别值得一提的是，书中对“安全裕度”的把握。在介绍关键设计参数时，作者总是会强调在不同不确定性因素下应预留多少安全系数，这在水处理这种对环境风险敏感的领域是至关重要的。比如，对于冬季低温下塘体降解效率下降的修正，书中给出的不是单一的数值，而是一个基于实测数据的概率分布区间，这使得设计决策更加科学和审慎。阅读起来，让人有一种被信赖感，感觉这本书提供的每一个数据和建议，都是经过了无数次现场验证和反复推敲的“铁律”。

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