给水管网中细菌再生长的研究

利用实验室建立的模拟给水管网系统和现场试验，对管网中细菌的再生长现象进行了调查，研究了作为水生物稳定性评价指标的生物可同化有机碳（AOC）在给水管网中的变化，结果表明：AOC在给水管网中的变化受余氯和细菌活性的双重影响，其浓度一般随管网延伸而先减少后增加，氯化消毒对细菌有灭活作用，运用纳滤技术，并以砂滤、臭氧活性炭组合工艺为预处理工艺，对水中的细菌取得了良好的去除效果。     

改进的水质服务水平与加氯费用优化分析

为了能够综合表征供水管网中余氯及消毒副产物三卤甲烷(THMs)对水质的影响,建立THMs中不同组分的服务水平表达式,采用平均值、标准差和连乘3种表达式建立关联余氯及THMs服务水平的水质服务水平表达式.为了优化管网二次加氯时的加氯费用,提出考虑加氯点建设费用和基于加氯质量浓度的次氯酸钠溶液消耗量的加氯费用表达式.采用Net3管网模拟余氯衰减和THMs生成,优化算法采用非支配排序遗传算法（NSGA-Ⅱ）,将计算得到的Pareto前沿面进行对比.计算结果表明,加权平均表达式为关联余氯和THMs服务水平的最优方式.随着二次加氯点数量的增加,水质服务水平的最大值增加,较高水质服务水平时的加氯费用降低.管壁余氯衰减系数对Pareto前沿面的影响最大,其次为加氯点数量、基于余氯消耗的THMs生成比例系数和出厂水THMs质量浓度,出厂水最小余氯质量浓度的影响可以忽略.     

管材和水力条件对三卤甲烷形成的影响

针对管材和水力条件对氯消毒副产物（DisinfectionBy—Products,DBPs）产生过程的影响,研究了管材和水力条件对供水管网中典型的消毒副产物——三卤甲烷（Trihalomethanes,THMs）形成的影响情况,其中,管材对THMs生成的影响研究采用静态管段反应器来完成,水力条件对THMs生成的影响研究...     

Effects of typical nitrogenous compounds on trihalomethanes formation and chlorine demand during drinking water chlorination

Glycine(Gly),cysteine(Cys),aspartic acid(Asp),leucine(Leu),lysine(Lys),and methyl amine(MA) were chosen as typical nitrogenous compounds,and the effects of them on trihalomethanes (THMs) formation and chlorine demand were performed on filtrated water. Results show that the nitrogenous compounds enhance THMs formation,and the increased levels are controlled by characteristics and the concentration of nitrogenous compounds. The increase in THMs formation follows the order of Asp(126 μg/L)Cys(119 μg/L)MA(106 μg/L)Lys(97 μg/L)≈Gly(96 μg/L)Leu(80 μg/L)(while nitrogenous compounds=1.0 mg/L,and background THMs=60 μg/L). The increase in chlorine demand is approximately proportionate to the content of nitrogenous compounds,which illustrates that the increase is mainly caused by the reaction of nitrogenous compounds with chlorine. And the increase in chlorine demand follows the order of Cys(27.8 mg/L)Asp(22.6 mg/L)=Gly(22.6 mg/L)Lys(21.6 mg/L)MA(14.1 mg/L)Leu(11.8 mg/L) (while nitrogenous compounds=1.0 mg/L,and background chorine demand=1.8 mg/L). The mechanisms of nitrogenous compounds enhancing THMs formation are summ the increase of chlorine demand raising THMs formation in reaction of NOM with chlorine,and the THMs formation in chlorination of nitrogenous compounds themselves.     

藻细胞内外有机物氯消毒后典型消毒副产物的生成潜能

为探究藻细胞内外有机物氯化后典型消毒副产物的生成潜能,选取小球藻为研究对象,采用加氯消毒法研究了在不同生长时期及不同氯投加量下典型含碳类消毒副产物(THMs)和含氮类卤代消毒副产物(TCNM)的生成规律,并对二者的生成势进行了对比.结果表明:细胞外有机物(EOM)和细胞内有机物(IOM)提取液的总有机碳(TOC)和有机氮(DON)较高,而芳香结构和不饱和双键的有机质质量浓度很低;从对数生长期到衰亡期,EOM经氯化后TCNM的生成量逐渐增加,IOM的TCNM生成量则呈现先增加后降低的趋势;THMs的生成规律与TCNM相似,但其生成量明显高于TCNM.增加氯投量,EOM的TCNM生成量逐渐升高,IOM的TCNM生成量则先升高后下降;在氯投量为30 mg/L时,IOM的TCNM生成量最高;稳定生长期小球藻细胞的EOM和IOM在氯投量由20 mg/L升高到30 mg/L时,THMs的生成量稳定增加,当氯投量超过30 mg/L时,THMs的生成势显著升高,且三氯甲烷为THMs的主导物种.     

供水管网中细菌再生长的直接和间接模拟

为了深入研究实际供水管网中细菌再生长的模拟,引入效率因子的概念,在简单反应器的基础上对可同化有机碳AOC的动力学进行了理论探讨,在几个假设条件的基础上,分别提出了实际管网中主体水和管壁反应的AOC动力学方程.现场取样测试结果表明AOC浓度随时间的变化符合提出的动力学方程（R2〉0.7）.根据AOC与异养菌平板计数HPC的相关性,通过模拟AOC的浓度变化间接模拟了HPC的分布;利用多物质反应模型直接模拟了管网中的细菌变化,并通过算例验证了两种模拟方法的可行性.     

高锰酸钾与氯协同预处理控制三卤甲烷的生成

采用气相色谱法,以实验室配水为试验水样探讨了KMnO4与Cl2协同预处理对THMs生成的控制作用．观察了Cl2投量、KMnO4投量对THMs生成量及生成形态的影响,并与单独Cl2消毒时进行比较．结果表明,Cl2投量是影响KMnO4与Cl2协同消毒工艺THMs生成的主要因素;与投药总量相同的单独Cl2消毒相比, 果用KMnO4与Cl2协同消毒,可以减少THMs的生成量,随消毒剂投量的增大,将显著控制THMs的生成．     

消毒副产物形成的影响因素研究

在含有腐殖酸的水样中加入邻苯二酚进行氯化试验,分析pH值、氯化时间、温度和投氯量等因素对生成消毒副产物的影响,结果表明：随着pH值的升高,三卤甲烷的浓度逐渐增大而卤乙酸的浓度逐渐降低;三卤甲烷和卤乙酸的浓度随氯化时间的延长而增大;高温条件下三卤甲烷和卤乙酸的生成能力均大于低温条件;在一定范围内随着投氯量增加,三卤甲烷和卤乙酸的生成量也不断增加.     

供水管网中余氯浓度模拟计算及工程应用

供水管网中的余氯浓度指示供水管网水质安全状况,手动或者在线仪表检测余氯浓度,都不能全面地动态地反应整个管网余氯的变化规律.在供水管网数字化水力模型基础上,运用拉格朗日动态水质算法对中国南方某市管网余氯量进行了仿真计算,并采用分布式并行遗传算法对水质模型参数进行了校核,最后模拟的结果和现场实测结果非常吻合.这表明,经过校核的水质模型具有一定的工程应用价值.     

Using prechloramination to control trihalomethanes formation in River Huang water with high bromide

An effective technology in controlling trihalomethanes （THMs） formation in the case of large amounts of bromide presenting was proposed, and the water of River Huang seriously polluted by bromide in winter in Tianjin City was studied. The THMs formation characteristics during prechloramination using preformed chloramines and converted chloramines were studied through jar tests. Results show that, in prechloramination process, the formation of THMs by preformed chloramines is very few, while that by converted ehloramines is a little higher. And the formation of THMs, especially Br^- substituted THMs, increases with the increase of time and Cl2：N ratio as well as the decrease of pH. The result obtained in a pilot plant shows that compared with prechlorination, the prechloramination process can efficiently control the formation of THMs, especially the Br^- substituted species. With equal chlorine dosage, the prechloramination can maintain a larger chlorine residue which offece, a larger CT value than prechlorination.     

配水管网水质变化的研究（Ⅱ）：余氯消耗动力学机制的研究

在考虑了余氯在管道中与管道水中有机物和无机物的反频,与管壁附着的细菌膜的反应,在管壁腐蚀过程中的消耗及管壁与水流之间余氯的质量传输等影响因素的基础上,创新发展了余氯在配水管道中的消耗动力学方程。结合配水管网的水力分析与计算,给出了配水管网中余氯浓度的计算公式。该模型被用于实际的配水管网,计算值与观测值取得了较好一致性。     

氯胺消毒对水质生物稳定性的影响

以可同化有机碳(AOC)和生物可利用磷(MAP)作为水质生物稳定性的评价指标,通过静态试验考察氯胺投量和反应时间对水质生物稳定性的影响.结果表明,氯胺投加量和反应时间均对出水AOC及MAP产生影响,水样中ρAOC及ρMAP变化范围较小,反应速率慢,ρAOC及ρMAP的增减与氯胺投量不成正相关,氯胺消毒对MAP的影响相对AOC较小,但鉴于微生物对碳、磷的需求特点,氯胺消毒对MAP的影响不能忽略.     

给水管网中可生物降解溶解性有机碳的变化

以地表水为水源的水厂及相对应的给水管网为对象,研究可生物降解溶解性有机碳(BDOC)的变化及主要影响因素.结果表明:在给水管网中BDOC的变化是余氯和细菌总数两个因素相互制约的结果;同时,水温也是一个很重要的因素,不同的季节BDOC的变化趋势也不同.     

不同消毒剂对饮用水生物稳定性的影响

根据课题组和他人的研究结果,比较了四种常用的消毒剂对饮用水中可同化有机碳(AOC)含量的影响,并得出初步结论:除紫外消毒外,其它几种消毒剂都会不同程度的造成水中AOC浓度的增加,其增加的程度与消毒剂的氧化能力、剂量以及水中有机物的含量、性质密切相关;从去除水中AOC的角度来说,臭氧消毒和臭氧-生物活性炭工艺会在一定程度上增加水中AOC的含量,导致饮用水的生物稳定性降低,而常规处理和强化常规处理则可去除水中一定量的AOC,优于臭氧生物活性炭工艺;我国部分城市的管网中普遍存在着细菌等微生物的再生现象.     

微污染引黄水库水中有机物特性研究

为解决有机微污染水源水的工艺选择问题,以黄河下游地区某引黄水库为研究对象,分析了有机物含量的年度变化规律,研究了比紫外吸收值(SUVA)、分子质量分布、消毒副产物生成势(DBPFP)、嗅味物质等有机污染特性.结果表明:引黄水库水有机物含量全年变化幅度不大,耗氧量平均为2.32 mg/L,UV254平均为0.045 cm-1,ρ(DOC)平均为2.32 mg/L;但芳香化构造程度较高,以小分子有机物为主,分子质量3 ku的约占总量的70%;消毒副产物生成势较高,以三卤甲烷为主,占DBPFP总量的94.6%,其中CHCl3占77%;二甲基异崁醇含量较高,呈季节性变化,主要由蓝藻中的浮丝藻、颤藻等的代谢产生;引黄水库水有机物特性与黄河来水水质、沉砂调蓄过程及水力停留时间等因素有关,适宜选择臭氧活性炭深度工艺进行处理.     

配水管网水质变化的研究(Ⅲ)--三卤甲烷的研究

以腐殖酸为三卤甲烷形成的前驱物质,确定ＴＨＭ生成的反应级数为二级。引入了ＴＨＭ生态能（ＴＨＭＦＰ）的概念,将ＴＨＭ的自下而上作为ＴＨＭＦＰ、余氯浓度、滞留时间及温度的函数,开创性提出了三卤甲烷浓度分布的水质模型。利用此模型结合配水管网的水力分析与计算可以求出配水管网中任一节点的ＴＨＭ浓度。三卤甲烷浓度分布的水质模型用于实际的配水管网,计算值与观测值取得了较好４的一致性,证明了本研究方法及所提出的水     

用絮凝法降低因氯化消毒饮水引起的污染

本文介绍在饮水消毒投氯前,采用三氯化铁为絮凝剂的絮凝法,可减少因氯化引起的污染。经絮凝后氯化饮水所形成的三卤甲烷(THM)和有机氯化物量(AOCL)分别比未经絮凝直接氯化的情况降低40-50％和45％。     

供水管网内生物膜与余氯衰减交互作用

为研究生物膜与余氯衰减之间的交互作用,通过静态试验、动态试验相结合的模拟方式,在自制供水管网模拟装置内进行实验.选择铸铁、PE、不锈钢3种管材及1,3,4 mg/L 3个投氯量,多角度研究不同质量浓度余氯存在条件下生物膜的形成和发展差异,以及生物膜作用下的余氯衰减情况,探讨管网内余氯和生物膜的相互影响.结果表明:余氯质量浓度对生物膜的形成和发展具有较显著的影响,另一方面,在生物膜作用下,余氯衰减呈现不同的规律,二者之间交互作用,具体表现为:投氯量升高,PE和不锈钢管内生物量均逐渐降低,而铸铁管内生物量反而升高;在生物膜作用下,余氯衰减分为快速消耗阶段(0~30 min)和稳定消耗阶段(30 min之后);铸铁管内生物膜对余氯衰减状况影响较大,PE管次之,不锈钢管对余氯衰减影响最小;生物膜的生物多样性对余氯衰减影响不大,而生物量与余氯衰减之间关系密切;流速和初始氯质量浓度对余氯衰减影响较大.本研究结果可为供水管网氯消毒的控制以及氯衰减模型的建立提供必要的理论支撑,强化管网水质安全的保障.     

Improving AOC degradation rate by intensified biological process in advanced water treatment

Assimilable organic carbon(AOC)or biostabilityin drinking water is recognized as a newproblemin wa-ter treatment.AOC is defined as heterotrophic bacteriagrowth potential sustained by organic matrix namely ut-most character of bacteria growth[1].The appear…     

高锰酸盐复合剂强化氯胺预处理微污染水源水

针对某市微污染水源水的水质特点,通过小试考察了高锰酸盐复合剂(PPC)与NH_2Cl联合预氧化工艺在助凝、助滤、去除有机物、灭活致病微生物及减少三卤甲烷(THMs)等方面的效能．结果表明,PPC与NH_2Cl联用能明显地强化除污染效果,与单独NH_2Cl工艺相比,投加ρ=1．0 mg/L的PPC可使沉后和滤后水浊度去除率分别提高3个和1个百分点;使沉后水254 nm波长时的紫外吸光度去除率提高6个百分点;使滤后水THMs的生成量降低92%;并明显提高对致病微生物的灭活效能．为微污染水源水的处理提供了试验依据．