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.     

氯胺在管网中水相衰减影响因素研究

以纯水和管网水为研究对象,分别考察了氯氨比、氯胺质量浓度、总有机碳(total organic carbon,TOC)浓度、NO2--N质量浓度、温度θ和pH等水质参数对氯胺衰减的影响.研究结果表明,氯胺在纯水中存在自衰减现象,氯氨比和初始氯胺质量浓度对其自衰减都有一定影响.管网水中氯胺的衰减速率则明显大于同条件下纯水中氯胺的衰减速率,w(Cl)∶w(N)=4∶1的氯氨比w(Cl)∶w(N)=3∶1的氯胺具有更好的稳定性.氯胺初始质量浓度是氯胺衰减的重要因素,初始质量浓度越大,氯胺衰减的速率越快;水中有机物和NO2--N质量浓度的增加会提高氯胺衰减速率;温度对氯胺的衰减有明显影响,随温度升高,氯胺在水相中消耗变快;氯胺的衰减属于酸催化反应,pH的降低会增加氯胺的衰减速率.     

给水管网水质模型管壁余氯衰减系数校正

针对给水管网水质模型中各管道管壁余氯衰减系数难以确定的问题,采用余氯衰减一阶反应模型以及拉格朗日时间驱动动态水质模型,以管网节点余氯浓度作为校正数据,建立了在多工况下管壁余氯衰减系数校正数学模型.提出了基于极大极小蚁群算法的管壁余氯衰减系数校正方法,将可视度与经验余氯衰减系数值相对应,选择最优蚂蚁进行信息素更新.为避免陷入局部最有解,将信息素值限定在一定范围内.在优化求解过程中采用国际通用水力水质模拟软件EPANET2获得所需的校正数据.算例结果表明,在管网水力模型准确和节点流量已知的前提下,采用极大极小蚁群算法对管壁余氯衰减系数进行校正,能够使模型节点余氯浓度的计算值与测量值更好地吻合.     

基于理想余氯质量浓度的给水管网二次加氯优化

针对给水管网余氯质量浓度分布不均对管网水质造成较大的影响等问题,提出给水管网二次加氯2级优化动态模型,第1级是以满足管网余氯覆盖条件下加氯点数最少(即加氯点建设投资最少)为优化目标的加氯点选址优化模型,用余氯覆盖集表示加氯点对监测结点的水质影响程度.第2级提出基于理想余氯质量浓度的加氯速率优化模型,并结合算例对模型进行验证和分析.结果表明,该模型能够得到合理的加氯点选址方案和周期性加氯速率方案.二次加氯优化模型可以使管网余氯时空分布更为均匀且接近理想余氯质量浓度,同时可降低消毒剂投加量,从整体上改善管网水质.     

紫外线消毒对砂滤水中余氯及三卤甲烷的影响

以嘉兴市某水厂砂滤出水为对象,对经过工业紫外线消毒装置照射后水中余氯的衰减规律以及消毒副产物三卤甲烷的生成量进行研究.实验结果表明:随着紫外线剂量的增加,水中余氯总体呈减小的趋势.当紫外线剂量小于540mJ/cm2时,余氯的质量衰减速率较快;当辐照剂量为0和270mJ/cm2时,反应5h后,余氯的质量浓度分别为1.54和0.92mg/L,衰减幅度达40%.当紫外线剂量为1 620mJ/cm2时,余氯的质量浓度为0.61mg/L.初始余氯的质量浓度与其衰减速率成负相关关系.有紫外线照射比无紫外照射时三卤甲烷(THMs)生成量会有增加,水样初始余氯的质量浓度分别为2.5和3.75mg/L,紫外线照射剂量为1 620mJ/cm2,反应24h后,三卤甲烷的质量浓度分别是88.48和103.88μg/L,相对无紫外线照射时,分别增加50%和66%.经紫外线照射后,水样中总有机碳值减小.当紫外剂量相同时,相对于低紫外照射强度,高强度下水样中余氯的质量浓度更高,三卤甲烷的质量浓度更低.     

考虑THM的管网水质服务水平多目标优化

针对供水管网中余氯及氯仿（THM）服务水平优化问题,提出了一种衡量THM服务水平的表达式,推导了THM—I／O模型,建立了以管网余氯服务水平最大化、THM服务水平最大化以及加氯费用最小化的多目标优化模型。考虑了主体水余氯衰减系数、基于余氯消耗的THM生成比例系数、出厂水THM浓度、加氯点数量4个影响因素对优化结果Pareto前沿面的影响。结合一管网算例,采用EPANET—MSX模拟余氯衰减和THM生成,利用实数编码的非支配排序遗传算法-Ⅱ（NSGA-Ⅱ）进行优化,可得到各种情况下的Pareto前沿面。计算结果表明,随着主体水余氯衰减系数减小,加氯费用减少,THM服务水平增加。基于余氯消耗的THM生成比例系数和出厂水THM浓度的减小均能提高THM服务水平,但对加氯费用没有影响。增加加氯点虽然能减少余氯投加,但加氯站建设费用加大了总加氯费用。降低主体水余氯衰减系数是提高管网水质服务水平最经济有效的方法。     

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.     

给水管网中双酚A降解影响因素

利用大型给水管网实验平台,研究双酚A（BPA）在不同管材、水力学条件及水质条件下的降解规律.将管网实验结果与BPA和次氯酸钠在烧杯中的反应降解规律进行对比.BPA利用HPLC荧光检测法进行检测,激发波长为225 nm,发射波长为310 nm,结果表明,BPA降解除与次氯酸钠主反应有关外,还受到管壁和主体水中化学物质的影响.余氯质量浓度、pH值、溴离子质量浓度、流速和温度的增加有利于BPA的降解.不同管材对BPA的降解存在影响,BPA的降解速率在不锈钢管中最大,PE管次之,内衬水泥球磨铸铁管中最小.研究结果显示,管壁对BPA降解的贡献率约为10%,主体水中氯化产物的贡献率约为30%(其中最终氯化产物的贡献率为20%,剩余10%由氧自由基等贡献 ).     

寒区湖库型水源供水系统中耐氯菌的生长

研究供水系统中耐氯菌的生长对饮用水中微生物安全的评估、预防和控制至关重要,为此,以寒区湖库型水源供水系统的主体水及生物膜为研究对象,对其中的异养菌和耐氯菌进行了检测,并利用扫描电子显微镜观察了生物膜的生物相.结果表明:自来水在管网输送过程中,余氯质量浓度大于0.2 mg/L的主体水中仍然存在细菌再生长现象.耐氯菌在所研究的供水系统中普遍存在,经水厂消毒和管网输送后主体水中的耐氯菌数量小于350 CFU/m L,而生物膜中耐氯菌数目一般高于主体水的耐氯菌数目2个数量级.未经消毒处理的滤后水和生物膜中耐氯菌数目均最多,而在清水池中生长的细菌大多比较耐氯.供水系统生物膜中的微生物能见杆菌和球菌,以杆菌居多.     

低速条件下给水管线中余氯衰减模拟研究

目的研究低速条件下给水管线中水质的余氯的衰减变化状况．方法应用有限差分法求解水质模型，用数值模拟给水管线中余氯的衰减变化规律来反映给水管网中的水质状况．结果当给水管线中流速较大，水流处于高雷诺数紊流状态时，氯的随流迁移在组分传输过程中占主导作用，通常忽略扩散项，采用一维水质传输模型数值模拟管线中的余氯变化规律．但在管网末端或者夜晚供水时段，管线中的流速可能较低，忽略扩散作用将给模拟结果带来较大误差．这时需考虑求解包含扩散项的一维水质移流扩散模型．结论给水管线在低速条件下，需求解包含扩散项的一维水质秽流扩散模型来数值模拟余氯的衰减变化规律，以提高模拟结果准确性。从而真实地反映给水管线中水质的变化状况．     

水压钳制水刺头的研制

针对油压钳制水刺头结构复杂、油缸易漏油等缺点,设计开发了水压钳制水刺头,并对密封条的快换机构等进行了分析.该方案具有结构简单、故障率低、效率高等优点,得到了用户的认可.     

水处理阴离子交换器正洗水的回收及再利用

介绍了对电厂化学水处理强碱性逆流再生阴离子交换器正洗水的回收再利用情况，并对其实际应用情况进行了总结、评价。该工程有效地回收利用了阴离子交换器正洗水，将其作为热水泵站补充水和过滤器反冲洗水，解决了源水紧张的问题，减少了废水排放，经济效益显。     

燃气热水器水温智能控制系统

讨论了智能控制技术在燃气热水器中的应用。用智能控制的算法实验多输入多输出模糊控制系统的解耦,采用前馈控制和自适应反馈控制相结合的控制算法实现出水恒温控制。结果表明,控制效果比常规方法明显,尤其是在水压波动情况下恒温效果好。     

水利旅游与水

水利旅游正在蓬勃发展,而水利旅游景观的主体是水.水的静与动与水利工程互相衬托对比,更显示自然景观的美和工程的雄伟与效益.抓住这个特点,大力发展水利旅游事业.     

南水北调后郑州市水资源利用问题及对策

分析了郑州市在南水北调后水资源的利用情况.在水利设施不配套、水污染严重以及水资源管理体制不健全等情况下,提出了随着南水北调工程的实施,要加大水利配套设施建设力度和基础设施的维护,进行开源节流、重视水污染治理、、加强水资源的统一管理等措施,从而实现郑州市水资源的可持续利用.     

城市的水问题与城市水利

分析了当前城市发展中所面临的水问题,揭示了城市水利的内涵.认为综合运用工程、法律、行政、经济、教育、技术等手段实现水资源的有效供给、保护水环境以及加强城市水灾害防治是城市水利的根本任务,同时指出改革管理体制、加强法规体系建设、实现水质水量统一管理、加强基础设施建设,以及建立节水型城市是未来城市水利的发展方向.     

西部开发中水资源问题

分析了西部地区水资源的现状和造成目前水资源危机的主要原因,具体提出了一些关于西部开发中水资源的治理应采取的措施,为西部大开发中水资源的治理研究和开发利用提供了一定的参考.     

松辽盆地林甸镇地热田地热流体水质评价

根据不同用途,对林甸镇地热田5口地热井地热流体水质进行评价,包括医疗热矿水评价、饮用矿泉水评价、农业灌溉用水评价、渔业用水评价及工业用水评价。评价结果表明：该区地热井适合医疗热矿水开发和进行地热水产养殖;经过处理可以进行地热供暖;不适合开发饮用矿泉水;不能直接作为灌溉用水使用。     

江汉平原水资源保护与农业可持续发展研究

分析了江汉平原现有水资源现状，水污染的来源及其危害，针对其存在的一些主要问题，力求应用系统科学的思维方法，对江汉平原水资源保护与农业可持续发展的矛盾问题进行探讨，对水资源保护与水污染治理提出建设性意见和措施，提出了有助于水资源保护与农业可持续发展的一些适宜性技术。     

北方地区水环境设计原则初探

以水的本质特性为研究出发点，结合北方地区的气候特点和缺水现状，对北方城市水环境设计原则进行尝试性的探索，并提出了水环境设计应遵循少而精原则、分季使用原则、以人为本原则、联想原则、以小见大原则和综合设计等原则，为创造出具有北方特色的水体景观环境提供了切实有效的参考依据。