作者：卢金锁等
页数：316
出版社：科学出版社
出版日期：2021
ISBN：9787030673046
电子书格式：pdf/epub/txt
内容简介
包含城市排水系统历史与发展，管道内部危害性气体的产生机制、扩散理论、分布特征及监测方法，现有控制技术分析、强化自然通风控制技术及理论基础、气体控制及预测模型、控制技术应用案例等。阐述了城市排水系统内危害气体的产生及影响，介绍了其相关控制技术及作用原理，融汇作者近几年的相关研究成果，如强化自然通风技术、危害气体控制及预测模型研究等。本书可为城市排水系统设计、危害气体控制技术的研发与工程化提供参考与借鉴，目的在于激发读者对城市排水系统危害气体问题的重视与思考。
目录
目录
前言
第1章 城镇排水管网系统及其发展 1
1.1 城镇排水管网系统 1
1.1.1 排水管网系统功能 1
1.1.2 排水系统体制 1
1.1.3 排水管网系统的构成 2
1.2 城镇排水系统历史与发展 3
1.2.1 国外排水系统的历史 3
1.2.2 国内排水系统的历史 6
1.2.3 城镇（区）排水系统发展 9
1.3 本书主要内容及框架 11
参考文献 13
第2章 城镇污水管网系统内危害气体分布、检测与维护 14
2.1 城镇污水管网系统内气体类别及危害 14
2.1.1 常见有害气体类别及危害 14
2.1.2 其他有害气体及危害 18
2.2 国内管道气体引发的排水系统事故 20
2.2.1 爆炸事故案例统计 20
2.2.2 毒死毒伤案例统计 22
2.3 危害气体的检测与分布 24
2.3.1 危害气体的检测 24
2.3.2 危害气体的分布特征 31
2.4 排水系统维护管理 36
2.4.1 建筑内部排水系统维护 36
2.4.2 小区排水系统的维护 37
2.4.3 市政排水系统的维护 38
参考文献 39
第3章 危害气体产生与扩散基础 43
3.1 管道系统内部环境 43
3.1.1 管道中的污水水质 43
3.1.2 管道微生物群落特性 47
3.2 危害气体产生基础 49
3.2.1 管道系统物质循环过程 50
3.2.2 硫化氢气体的产生 54
3.2.3 甲烷气体的产生 56
3.3 危害气体扩散机制 57
3.3.1 气液平衡理论与界面传质过程 57
3.3.2 危害气体扩散规律 59
3.3.3 气体扩散影响因素 61
3.3.4 危害气体吸收及转化 63
参考文献 67
第4章 危害性气体控制技术与措施 71
4.1 危害性气体控制的基本原理 71
4.1.1 措施实施的潜在位置 71
4.1.2 危害性气体的控制思路 71
4.2 危害气体原位控制技术 74
4.2.1 注氧 74
4.2.2 亚硝酸盐 77
4.2.3 硝酸盐 79
4.2.4 碱冲击 85
4.2.5 铁盐和含铁化合物 86
4.2.6 杀菌剂 90
4.2.7 其他方法 93
4.3 危害性气体释放控制技术——掩蔽剂 95
4.3.1 危害气体释放的掩蔽原理 95
4.3.2 掩蔽剂对H2S 的掩蔽效果 96
4.3.3 掩蔽剂下部的水质变化及产物抑制分析 97
4.4 危害性气体异位处置技术 99
4.5 技术措施实施分析 100
参考文献 101
第5章 排水系统内气流组织特性 106
5.1 建筑排水系统气流组织特性 106
5.1.1 国内建筑排水系统设计标准 106
5.1.2 单立管排水系统气流组织特性 109
5.1.3 双立管排水系统气流组织特性 113
5.2 市政污水管道系统气流组织特性 114
5.2.1 重力流污水管道气体运移特性 114
5.2.2 跌水构筑物小孔进风特性 115
5.2.3 污水窨井盖小孔通风换气效应 116
参考文献 120
第6章 强化自然通风技术 121
6.1 强化自然通风技术原理 121
6.1.1 排水立管“脉冲通气”技术 121
6.1.2 建筑立管“烟囱效应”排气技术 124
6.1.3 污水管道有组织通气技术介绍 125
6.2 技术通风效果分析 126
6.2.1 技术一：应用案例的通气性能 126
6.2.2 技术二：CFD模拟验证与影响范围评估 137
6.2.3 技术三：CFD模拟验证与通风效果预测 147
参考文献 157
第7章 强化自然通气功效 158
7.1 强化自然通气效果验证的反应器理论 158
7.1.1 反应器类型及模型 158
7.1.2 反应器在水处理工程中的应用 165
7.1.3 模拟污水管道的反应器 167
7.2 强化自然通气对危害气体的控制效果 176
7.2.1 强化自然通气对硫化氢的控制效果 176
7.2.2 强化自然通气对甲烷的控制效果 182
7.2.3 强化自然通气对一氧化碳的控制效果 188
7.2.4 强化自然通气技术控制效果小结 193
7.3 强化自然通气对危害气体的控制机制 194
7.3.1 强化自然通气影响管道氧组分含量 194
7.3.2 强化自然通气影响污水SCOD 浓度 202
7.3.3 强化自然通气引起管道内微生物群落结构变化 206
参考文献 218
第8章 危害气体控制新思路 219
8.1 排水立管跌水的管道通气技术 219
8.1.1 技术背景 219
8.1.2 技术原理 219
8.1.3 实施方式 219
8.2 跌水检查井的自动通气技术 221
8.2.1 技术背景 221
8.2.2 技术原理 221
8.2.3 实施方式 221
8.3 化粪池内推动除气技术 223
8.3.1 技术背景 223
8.3.2 技术原理 223
8.3.3 实施方式 223
8.4 污水检查井内抽吸除气技术 225
8.4.1 技术背景 225
8.4.2 技术原理 225
8.4.3 实施方式 226
8.5 污水管道中铁碳微电解除气技术 228
8.5.1 技术背景 228
8.5.2 技术原理 228
8.5.3 实施方式 229
8.6 管道生物膜灭活技术 230
8.6.1 技术背景 230
8.6.2 技术原理 230
8.6.3 实施方式 231
第9章 气体分布与控制效果模拟 233
9.1 硫化氢浓度分布模型 233
9.1.1 硫化氢浓度模型发展和原理 233
9.1.2 模型的实现 237
9.2 多气体浓度分布模型 242
9.2.1 多气体浓度分布模型原理 242
9.2.2 HGCD模型中反应 244
9.2.3 HGCD模型表达与求解 249
9.2.4 模型的验证及校准 254
9.3 基于通风控制的硫化氢再增长模型 256
9.3.1 模型表达 256
9.3.2 模型中反应 257
9.3.3 模型求解 258
9.3.4 模型验证及敏感性分析 259
9.4 铁盐投加控制硫化氢模型 264
9.4.1 铁盐控制硫化氢原理 264
9.4.2 铁盐控制模型建立 266
9.4.3 铁盐控制模型应用 269
9.5 碱投加控制硫化氢模型 272
9.5.1 碱控制硫化物原理 272
9.5.2 碱控制模型建立 274
9.5.3 碱控制模型应用 275
参考文献 277
第10章 城镇污水管网危害气体控制实例 278
10.1 洛杉矶地区危害气体控制实例 278
10.1.1 洛杉矶危害气体控制概况 278
10.1.2 危害气体相关的投诉概况及处理流程 279
10.1.3 危害气体的控制措施 280
10.1.4 应用案例 285
10.2 澳大利亚黄金海岸危害气体控制实例 295
10.2.1 管道概况 295
10.2.2 碱冲击对危害气体的控制效果 296
10.2.3 亚硝酸盐对危害气体的控制效果 297
10.2.4 游离性亚硝酸对危害气体的控制效果 298
10.3 其他地区危害气体控制实例 300
10.3.1 希腊科孚岛市 300
10.3.2 英国沃尔顿 301
10.3.3 西班牙南特内里费 302
10.3.4 澳大利亚悉尼 304
参考文献 305
前言
第1章 城镇排水管网系统及其发展 1
1.1 城镇排水管网系统 1
1.1.1 排水管网系统功能 1
1.1.2 排水系统体制 1
1.1.3 排水管网系统的构成 2
1.2 城镇排水系统历史与发展 3
1.2.1 国外排水系统的历史 3
1.2.2 国内排水系统的历史 6
1.2.3 城镇（区）排水系统发展 9
1.3 本书主要内容及框架 11
参考文献 13
第2章 城镇污水管网系统内危害气体分布、检测与维护 14
2.1 城镇污水管网系统内气体类别及危害 14
2.1.1 常见有害气体类别及危害 14
2.1.2 其他有害气体及危害 18
2.2 国内管道气体引发的排水系统事故 20
2.2.1 爆炸事故案例统计 20
2.2.2 毒死毒伤案例统计 22
2.3 危害气体的检测与分布 24
2.3.1 危害气体的检测 24
2.3.2 危害气体的分布特征 31
2.4 排水系统维护管理 36
2.4.1 建筑内部排水系统维护 36
2.4.2 小区排水系统的维护 37
2.4.3 市政排水系统的维护 38
参考文献 39
第3章 危害气体产生与扩散基础 43
3.1 管道系统内部环境 43
3.1.1 管道中的污水水质 43
3.1.2 管道微生物群落特性 47
3.2 危害气体产生基础 49
3.2.1 管道系统物质循环过程 50
3.2.2 硫化氢气体的产生 54
3.2.3 甲烷气体的产生 56
3.3 危害气体扩散机制 57
3.3.1 气液平衡理论与界面传质过程 57
3.3.2 危害气体扩散规律 59
3.3.3 气体扩散影响因素 61
3.3.4 危害气体吸收及转化 63
参考文献 67
第4章 危害性气体控制技术与措施 71
4.1 危害性气体控制的基本原理 71
4.1.1 措施实施的潜在位置 71
4.1.2 危害性气体的控制思路 71
4.2 危害气体原位控制技术 74
4.2.1 注氧 74
4.2.2 亚硝酸盐 77
4.2.3 硝酸盐 79
4.2.4 碱冲击 85
4.2.5 铁盐和含铁化合物 86
4.2.6 杀菌剂 90
4.2.7 其他方法 93
4.3 危害性气体释放控制技术——掩蔽剂 95
4.3.1 危害气体释放的掩蔽原理 95
4.3.2 掩蔽剂对H2S 的掩蔽效果 96
4.3.3 掩蔽剂下部的水质变化及产物抑制分析 97
4.4 危害性气体异位处置技术 99
4.5 技术措施实施分析 100
参考文献 101
第5章 排水系统内气流组织特性 106
5.1 建筑排水系统气流组织特性 106
5.1.1 国内建筑排水系统设计标准 106
5.1.2 单立管排水系统气流组织特性 109
5.1.3 双立管排水系统气流组织特性 113
5.2 市政污水管道系统气流组织特性 114
5.2.1 重力流污水管道气体运移特性 114
5.2.2 跌水构筑物小孔进风特性 115
5.2.3 污水窨井盖小孔通风换气效应 116
参考文献 120
第6章 强化自然通风技术 121
6.1 强化自然通风技术原理 121
6.1.1 排水立管“脉冲通气”技术 121
6.1.2 建筑立管“烟囱效应”排气技术 124
6.1.3 污水管道有组织通气技术介绍 125
6.2 技术通风效果分析 126
6.2.1 技术一：应用案例的通气性能 126
6.2.2 技术二：CFD模拟验证与影响范围评估 137
6.2.3 技术三：CFD模拟验证与通风效果预测 147
参考文献 157
第7章 强化自然通气功效 158
7.1 强化自然通气效果验证的反应器理论 158
7.1.1 反应器类型及模型 158
7.1.2 反应器在水处理工程中的应用 165
7.1.3 模拟污水管道的反应器 167
7.2 强化自然通气对危害气体的控制效果 176
7.2.1 强化自然通气对硫化氢的控制效果 176
7.2.2 强化自然通气对甲烷的控制效果 182
7.2.3 强化自然通气对一氧化碳的控制效果 188
7.2.4 强化自然通气技术控制效果小结 193
7.3 强化自然通气对危害气体的控制机制 194
7.3.1 强化自然通气影响管道氧组分含量 194
7.3.2 强化自然通气影响污水SCOD 浓度 202
7.3.3 强化自然通气引起管道内微生物群落结构变化 206
参考文献 218
第8章 危害气体控制新思路 219
8.1 排水立管跌水的管道通气技术 219
8.1.1 技术背景 219
8.1.2 技术原理 219
8.1.3 实施方式 219
8.2 跌水检查井的自动通气技术 221
8.2.1 技术背景 221
8.2.2 技术原理 221
8.2.3 实施方式 221
8.3 化粪池内推动除气技术 223
8.3.1 技术背景 223
8.3.2 技术原理 223
8.3.3 实施方式 223
8.4 污水检查井内抽吸除气技术 225
8.4.1 技术背景 225
8.4.2 技术原理 225
8.4.3 实施方式 226
8.5 污水管道中铁碳微电解除气技术 228
8.5.1 技术背景 228
8.5.2 技术原理 228
8.5.3 实施方式 229
8.6 管道生物膜灭活技术 230
8.6.1 技术背景 230
8.6.2 技术原理 230
8.6.3 实施方式 231
第9章 气体分布与控制效果模拟 233
9.1 硫化氢浓度分布模型 233
9.1.1 硫化氢浓度模型发展和原理 233
9.1.2 模型的实现 237
9.2 多气体浓度分布模型 242
9.2.1 多气体浓度分布模型原理 242
9.2.2 HGCD模型中反应 244
9.2.3 HGCD模型表达与求解 249
9.2.4 模型的验证及校准 254
9.3 基于通风控制的硫化氢再增长模型 256
9.3.1 模型表达 256
9.3.2 模型中反应 257
9.3.3 模型求解 258
9.3.4 模型验证及敏感性分析 259
9.4 铁盐投加控制硫化氢模型 264
9.4.1 铁盐控制硫化氢原理 264
9.4.2 铁盐控制模型建立 266
9.4.3 铁盐控制模型应用 269
9.5 碱投加控制硫化氢模型 272
9.5.1 碱控制硫化物原理 272
9.5.2 碱控制模型建立 274
9.5.3 碱控制模型应用 275
参考文献 277
第10章 城镇污水管网危害气体控制实例 278
10.1 洛杉矶地区危害气体控制实例 278
10.1.1 洛杉矶危害气体控制概况 278
10.1.2 危害气体相关的投诉概况及处理流程 279
10.1.3 危害气体的控制措施 280
10.1.4 应用案例 285
10.2 澳大利亚黄金海岸危害气体控制实例 295
10.2.1 管道概况 295
10.2.2 碱冲击对危害气体的控制效果 296
10.2.3 亚硝酸盐对危害气体的控制效果 297
10.2.4 游离性亚硝酸对危害气体的控制效果 298
10.3 其他地区危害气体控制实例 300
10.3.1 希腊科孚岛市 300
10.3.2 英国沃尔顿 301
10.3.3 西班牙南特内里费 302
10.3.4 澳大利亚悉尼 304
参考文献 305
