基于酸碱平衡曝气法的除垢设备开发及效果评价

A、B两个地下水厂的供水水质满足《生活饮用水卫生标准》(GB 5749—2006)的要求,但烧开后冷开水浊度高达15. 8 NTU。基于酸碱平衡曝气法开发了用于居民小区供水系统的水垢去除设备,在A、B两个地下水厂验证了设备除垢效果的稳定性及水质安全性,并优化了投药量和气水比等关键运行参数。结果表明,以酸碱平衡曝气法为核心的水垢去除设备能有效去除水垢,可将冷开水浊度长期稳定降至1 NTU之下,水质106项全分析报告证明设备出水水质完全满足《生活饮用水卫生标准》(GB 5749—2006)的要求。工艺原理表明,投药量越高,设备出水碱度、p H值和冷开水浊度越低;气水比越高,设备出水pH值越高。优化结果表明,设备在A、B两水厂投药量分别为0. 20%～0. 23%和0. 14%～0. 16%、气水比分别为6∶1～7∶1和5∶1～6∶1时,冷开水浊度可稳定保持在1 NTU以下,出水pH值基本与水厂原出水相同。某新建1 000户居民区的地下水独立供水系统,供水水质达标但水垢多,对此提出和设计了水垢去除设备及系统改造方案,估算改造成本为25～30万元,设备运行成本为0. 16～0. 19元/m~3。     

水中CO_2脱除曝气策略及工艺研究

以间歇曝气策略对连续流水体曝气,与连续曝气比较吹脱CO_2效率并验证间歇曝气运行稳定性。结果表明,对静态水体曝气,70%~80%的CO_2脱除发生在水池深处,脱除率随着水深变浅逐渐降低;曝气总体积不变条件下,曝气流量越大CO_2脱除率越高,且表层脱除效果强于深层。利用间歇曝气策略处理连续流水体,相同气水总体积比下间歇曝气出水CO_2脱除效果高于连续曝气出水,在气水总体积比4:1时,间歇曝气出水CO_2脱除率为81.7%,p H由原水加酸未曝气时的6.74提高至7.48,高于连续曝气出水的77.1%和7.38,并与连续曝气气水总体积比为6:1的脱除效果相当;间歇曝气出水p H稳定性良好,p H波动范围0.03之内;曝气周期为10 min时,曝气5 min、停止曝气5 min是较优时间分配方案。     

基于酸碱平衡曝气水垢去除工艺的酸量模型

酸碱平衡曝气水垢去除工艺通过加酸去除水中部分的碳酸氢根,降低原水碱度,曝气再将水中溶解的CO2吹脱出来,使得出水与原水的pH相近,来达到除水垢目的。基于水中酸碱平衡及转化原理,水中二氧化碳、碳酸钙和氢氧化镁的溶度积关系等建立了以去除水垢为目标的加酸量的化学计量模型,并选用9种不同水样对模型进行验证,得出化学计量模型加酸量与实际加酸量相对误差小于7%,R~2=0.98;针对其各影响因素进行敏感性分析,得出产生碳酸钙的碳酸氢根为主要去除部分,并以此建立了简化模型,得出简化模型的加酸量与实际加酸量相对误差小于14%,R~2=0.97。加酸量计算模型的建立与简化为酸碱平衡曝气法除水垢的加酸量确定提供了最重要的理论依据,也为酸碱平衡曝气法除水垢的推广与实施提供了最重要的理论支撑。     

流动注射分析仪检测水中挥发酚时假阳性的去除

挥发酚是《生活饮用水卫生标准》(GB 5749—2006)规定的必测项目,准确测定对水质检测意义重大。利用流动注射分析仪检测生活饮用水中的挥发酚,受水中总硬度(以Ca CO3计)的影响,检测结果出现假阳性,导致检测结果偏高,超标,严重干扰对水质的正确判断。西安市内供水硬度范围在60~300 mg/L,对于硬度在此范围内的水样,通过增大缓冲溶液铁氰化钾的浓度,即可显著消除总硬度对挥发酚检测的影响。铁氰化钾浓度控制在5.0 g/L,挥发酚浓度在0.00~100μg/L之间,相关系数可达到0.999 9。通过测定国家标准样品和加标回收试验,对方法进行验证,检出限、加标回收结果满足要求,检测结果真实可靠。     

供水管网试验模型的构建方法

建立供水管网的试验模型,便于研究实际供水管网中的水力、水质问题。根据管流的变态水力模拟相似理论,建立了供水管网原型和试验模型主要参数间的关系,提出了构建供水管网试验模型的具体方法和步骤,并对某一供水管网进行了变态水力模拟。模拟结果表明,模型和原型的管道流量、流速、单位水头损失及水头损失的相对误差及其平均值均小于或等于0.01,且关联度均大于0.90,属一级精确等级,方法可靠。     

自动化水垢去除设备研发及关键技术研究

饮用水烧开后产生水垢是供水行业民众关注的热点之一。在酸碱平衡曝气法去除水垢技术的基础上,提出了直接提供氢离子改进了原方法加酸引入阴离子的技术方案,研发了可用于小型供水系统的水垢去除设备(处理水量20 m~3/d),主要涉及沸后浊度、处理水与未处理水混合比、气水比等关键参数。在陕西某水厂和工业园区用水点试验,表明该设备出水水质检测符合《生活饮用水卫生标准》,pH与原水基本相同,烧开后浊度可由9.0 NTU降低至0.5 NTU以下,且未提高阴离子浓度;处理水与未处理水混合比为1∶6,气水比为7∶1。长时间连续运行试验证明了设备处理水的稳定性与可靠性,运行成本估算为0.30～0.40元/m~3,适用于饮用水水垢多、硬度偏高的地区。     

水质分区在供水系统水质管理中的应用

由于用户用水量及管道基础数据不完善,供水管网水力模拟在实际供水系统中的应用受到了限制.供水系统水质分区充分利用水厂、管网中水质测点的监测数据,先筛选出适合聚类分析的水质指标,再利用聚类分析的方法确定各水厂的供水范围,进而根据多年的水质资料确定各水厂供水区域交汇的漂移带及区域末梢监测点.各区域末梢监测点的水质资料通过SCADA系统传至调度中心,为供水企业全面掌握供水系统的水质状态、确定合理的水质、水量调度方案提供了可靠的依据,便于从水质安全的角度实现供水系统宏观调控,指导各水厂科学、合理运行.该方法水质资料可获得性强、对用户用水量及管网基础资料的依赖性弱、方法科学合理,适用范围广,可操作性强,便于推广应用.