城市管网终端给水点总铝浓度差异分析

对A市给水系统中总铝及各形态铝的浓度进行样本量达5000余个的大规模统计分析,结果表明,管网终端给水点的总铝浓度具有随时间和空间改变而出现差异的特征,同一时刻不同终端给水点总铝浓度存在差异,同一终端给水点的不同时刻总铝浓度也会出现明显差异;铝的形态分布特征为:水样中的总铝浓度越高,其中的颗粒态铝浓度也越高。对管网终端给水点总铝浓度差异机制分析发现,从给水管网前端到终端的整个供水输配过程中,铝形态的改变是引起终端给水点中总铝浓度差异的根本原因;铝的非均相体系平衡原理是解释这种差异的重要理论。     

模拟管网系统主体水浊度变化规律研究

以氯胺为消毒剂,炭滤后出水为实验用水,通过模拟管网系统中试实验,研究了水力工况、pH值、水温及铁释放对管网主体水浊度变化的影响。结果表明:水力工况、pH值、水温及铁释放对管网水浊度的变化影响显著。随着流速增加,浊度相应增加;水力工况的突然改变是引起浊度上升的主要原因;给水管网长时间以某一流速稳定运行时,部分引起浊度的物质会发生二次沉淀。pH越低,浊度上升速率越快。温度的急剧变化是引起管网水浊度短时期内突然上升的重要原因。相同时间段内,温度变化幅度越大,浊度上升幅度越大。管网水浊度与总铁含量存在一定的线性关系,浊度随总铁含量的增加而升高;铁的释放是导致管网水中色度、浊度等水质指标增加的重要原因。     

混凝沉淀中影响除铝效率的因素

通过去除饮用水中铝的一系列生产试验,主要研究了混凝沉淀过程中浊度、水温、pH值等因素对沉淀水余铝的影响,提出除铝可以分为降低溶解铝和去除颗粒铝的两种途径。余浊和余铝在一定浓度范围内呈线性相关关系,此时除浊能同时有效去除颗粒铝。在不同温度下有不同的最佳pH值,调节pH值有利于降低溶解铝,增加铝的可去除性。在此基础上,对水厂生产运行提出了一些建议。     

供水管网水中金属元素赋存形态及相关性研究

供水系统中水体的金属元素赋存形态复杂,具有特殊的化学和生物特性,是保障饮用水安全稳定的重要控制指标。以南方N市实际供水管网为研究对象,通过电感耦合等离子体质谱法（ICP-MS）测定了水体中16种金属元素的赋存形态,并分析了各金属之间的相关性。结果表明,该市供水管网中总铝的增加主要是由悬浮态铝的增加引起的;总铁、总锰、总锌的增加主要是由悬浮态和可溶态铁、锰、锌的两种形态同时增加引起的;总钡的变化是由可溶态钡的增加所造成的。管网水中悬浮态铝、铁、锰的含量存在较大的空间差异。Pearson相关性分析显示：悬浮态金属之间,铝与锰、铝与钡、锰与铜、锰与钡呈强正相关性（p<0.01）,铝与钛、铝与铜、钛与铁、铜与锌、铜与钡呈中等正相关性（p<0.01）。     

基于节点水龄的供水管网水质研究

在分析供水管网动态水质模型的基础上,利用EPANET软件对某城镇供水管网的管段流速、节点水龄和余氯浓度进行模拟.结果表明,在同样的水力条件下,供水管网中节点水龄与余氯浓度的变化趋势互补,当管道的水流速度增大时,管网中对应节点的水龄变小、余氯浓度增大;根据<生活饮用水卫生标准>(GB 5479--2006)规定的余氯浓度,可以得到供水管网的允许节点水龄和允许节点最大水龄,为管网的安全供水提供了科学依据.     

黄河下游地区多水源供水系统中铝形态分布

对黄河下游地区某多水源供水城市的水源水、出厂水和管网水中铝含量及其形态分布进行了调查。结果表明,该市引黄水库水、山区水库水和地下水这3种水源水中,地下水的总铝含量最低,引黄水库水的最高,其出厂水和管网水中总铝平均含量为0.09 mg/L。溶胶铝为该市饮用水中铝的主要形态,无机单核铝的平均检测值为0.040 mg/L,铝含量及形态分布与水质条件密切相关。     

多管材给水管网水力计算的探讨

根据多管材给水管网的水流特点及其水头损失计算公式 ,确定了给水管网沿线流量折算节点流量的折算系数的取值 ,应用有限元法分析多管材供水管网的水力平衡计算数学模型 ,由各个管段的水力平衡单元矩阵方程集合为给水管网水力平衡的整体矩阵方程 ,通过引入节点水压边界条件并迭代求解管网水力平衡整体矩阵方程——对称正定线性方程组 ,得出各项水力要素。给出了计算程序框图 ,编写了通用电算程序 ,经实例计算表明 ,能够快捷准确地完成多管材给水管网的水力平衡计算 ,满足设计计算要求     

水力条件对供水管网铁释放的影响研究

为了更好地指导管网水力模型在实际中的应用,提高科学调度水平,保障管网水的水质安全,从水力停留时间、流速和水流流向等3个方面,研究了水力条件对铁释放的影响。试验结果显示,随着水力停留时间的延长,管网中的铁释放量增加;在低流速范围内,流速变化对铁释放影响不大,超出一定临界值后,流速变大则铁释放量随之变大;水流方向的改变会在短时间内对铁释放产生剧烈的影响,造成铁浓度急剧升高,产生严重的"黄水"现象。     

基于EXCEL的城镇污水规划模型研究

利用EXCEL对污水规划进行数据处理和计算,在EXCEL中建立"块面积"表、"块水量"表、"管段水量"表和"水力计算"表,编写函数将这些表的数据连接引用。输入地块面积、不同用地性质的污水量指标以得到地块污水量,将地块污水量合计起来即得到总预测污水量,也可将用其他方法预测的总污水量分配给各地块;根据污水管网布置图,在"管段水量"表中输入各地块的相关管段号,通过编写水力计算程序计算"块线比"可得到各管段的流量;由管段连接关系和管段流量以及"水力计算"表完成规划污水管网的水力计算,以得到各设计管段的管径、坡度、流速、充满度和管内底标高等参数。     

贝叶斯方法在水力管网阻力特性辨识估计中的应用研究

为更准确地构建管网水力模型,获取管网运行条件下阻力特性是关键步骤之一。本文针对以往不能充分利用管网设计和运行数据资料、多水力工况管段阻力特性辨识计算耗时较大等问题,提出基于贝叶斯统计分析的管网阻力特性辨识估计方法。将管段阻力特性系数作为统计分析中的模型参数,在获取管网拓扑结构以及基本设计资料的前提下,依据管网设计资料确定符合均匀分布的管段阻力特性系数先验概率分布;结合运行工况下的管网压力和流量观测数据,利用基于广义逆矩阵理论的辨识方法计算对应各水力工况的辨识结果,作为后验样本数据;将管网设计信息与运行观测信息综合体现于后验概率分布中,从而确定各管段阻力特性系数的估计结果。本文采用数值模拟手段验证方法的应用效果,结果表明:分析所得可信区间可以保证以95%以上的可信水平包含各管段阻力特性系数真实值。该辨识估计方法可为构建准确的管网水力模型奠定基础。     

水泥砂浆内衬管输配高品质再生水水质变化规律

水泥砂浆内衬管因其化学性质稳定、防腐性能良好在输水领域得到了广泛应用。但在输送高品质再生水(经过反渗透工艺处理的再生水,因离子含量极少,水质接近纯水被称为高品质再生水)时,p H值升高、钙离子析出等水质参数变化问题明显,也存在着对管网材料的潜在损害。搭建了长为120 m的DN100水泥砂浆内衬铸铁管的管网模拟装置,研究了水泥砂浆内衬管输配高品质再生水时水质变化规律。结果表明,水泥砂浆内衬管运输再生水时水质变化明显,p H值、TDS(总溶解固体)、电导率、钙离子浓度以及硅、硫、铝元素浓度都有明显升高,未检测到Fe、Mn离子析出。水质变化主要是由于水泥砂浆中氢氧化钙溶解溶出和水化物的分解溶出导致。     

地下水供水区域水源切换腐蚀产物释放控制技术

为了应对水源切换后突发"黄水"的风险,提出对地下水供水区域管段,采用增加消毒剂用量和溶解氧浓度的方式来控制管垢稳定性的技术措施。试验管道中水流状态为白天循环运行,夜晚静止。结果表明,白天循环运行时,未养护管段切换为黄河水源后,出水总铁和浊度在运行15 d之后降至水质标准的规定限值;养护后管段切换水源后,运行5 d后出水总铁0.3 mg/L,浊度1 NTU。但隔夜浸泡后的出水仍然出现浊度、总铁较大幅度升高的现象,水源切换期间应加大管网末梢用户用水量,促进管网水的更新速率。地下水供水区域管段提前养护2个月,也只能减小"黄水"的程度,并不能杜绝"黄水"现象的发生。因此黄河水仍需与其他源水调配使用,控制拉森指数,以降低水源切换时突发"黄水"的风险。     

淡化海水并网供水的管网铁释放控制技术研究

淡化海水由于具有较强的侵蚀性,并网供水后会对既有供水管网造成严重的铁释放现象和黄水问题。为了有效地控制管网铁释放,利用管段模拟反应器,定量研究了调节pH值、碱度、硬度和投加缓蚀剂对管网铁释放的控制效果。研究发现,提高pH值、增加碱度和硬度、投加磷酸盐缓蚀剂均可使淡化海水并网供水后造成的管网铁释放量明显降低。由此初步确定了控制淡化海水进入供水管网造成铁过量释放所需满足的水质条件为:管网水的pH值在7.70以上,碱度>80 mg/L,硬度>80 mg/L;必要时可选择投加0.25～0.50 mg/L的聚磷酸盐缓蚀剂。     

聚合氯化铝盐基度对残余铝的影响分析

采用Ferron逐时络合比色法,分析了不同盐基度的PAC中Ala、Alb、Alc的分布。结果表明:随着盐基度的增加,Ala含量显著下降,总溶解性残余铝与混凝过程中Ala的含量直接相关。p H对聚合铝的形态分布影响很大,尤其是Ala。盐基度越高,PAC对pH值的适应范围越宽。在0～91%内,随着盐基度的增大,混凝效果提高,沉后水残余铝降低,但盐基度在85%以上时变幅趋缓。     

地震破坏供水管网低压水力分析

供水管网遭受地震破坏后会产生渗漏和爆管,在震后的紧急救援和修复阶期,供水管网处于低压带漏损供水状态。根据断开管段的沿程水头损失关系,提出一种在断开管段端点附加扩散器模型模拟断开点漏水,简化了断开管段的建模方法;将压力决定的节点配水量模型加入到水力分析中,避开了低压管网水力分析中的节点负压问题;利用线性搜索与回溯算法控制管网节点非线性方程组的迭代步长,确保了管网低压水力分析的全局收敛性。此方法具有建模简单,计算量小,全局收敛速度快的特点;通过示例计算及结果比较,验证了其有效性。     

供水管网内部腐蚀的影响因素分析及控制方法的初探

给水管网的内部腐蚀是影响用户终端用水的主要原因。本研究在北京市第九水厂构建管网模拟系统及AR反应器,利用第九水厂滤后水作为试验原水进行管网内部腐蚀的模拟研究。结果发现:水质参数(温度、pH、余氯)对管网内部腐蚀均有一定的影响:温度越高,管道内壁腐蚀速率越快;pH值越高,管网模拟系统内部水质越稳定;余氯越高,管网模拟系统内部水质越不稳定。水力条件对管网内部腐蚀的影响同样不容忽视:流速越高,腐蚀速率越大;间歇运行的管网模拟系统的腐蚀速率要比连续运行的管网模拟系统高。对管网内部腐蚀方法的研究表明,通过控制管网水中的pH值及磷酸盐浓度以控制管网内部腐蚀,是比较经济可行的方法。     

低pH低碱度水源水引起供水管网黄水的控制措施

针对我国南方水源水低pH值、低碱度水质特征引起供水管网"黄水"问题的控制技术开展了系统研究,确定了管网水pH调节技术和余氯保持技术为经济可行的控制措施。研究结果表明,提高管网水pH值对铁释放具有明显的控制作用,且总铁释放量与pH值呈现出显著负相关性。采用Ca(OH)2调节管网水pH值对铁释放的控制效果略优于NaOH,分析原因是投加Ca(OH)2在提高管网水pH值的同时增加了管网水的硬度,有利于管垢稳定性。保持管网水较高的余氯浓度对管网铁释放具有一定的控制作用。     

供水管网枝状末端的水质变化规律研究

研究了某中等城市供水管网枝状末端水质指标的变化规律.结果表明,余氯是控制该管段细菌再生长的关键因素,沿管段余氯逐渐被消耗,细菌数量逐渐增加,水样中的HPC达到400～800 CFU/mL,存在威胁水质安全的风险.为保证饮用水的水质安全,必须采取有效措施来缩短管道的水力停留时间,避免水流长时间驻留在管道内而导致微生物滋生繁殖.     

调节pH值和碱度对给水管网铁释放的控制作用

利用管段模拟反应器,定量分析了调节pH值和调节碱度技术对给水管网铁释放的控制作用。研究发现,提高pH值和增加碱度均可使管网铁释放速率、浊度和色度明显降低。调节pH值从7.6增加至8.2,15 d后管网铁释放速率降低了47%,浊度降低了54%,色度降低了46%;调节碱度从135 mg/L增加至260 mg/L(以CaCO3计),15 d后管网铁释放速率降低了50%,浊度降低了58%,色度降低了52%。对比评价了调节pH值和调节碱度技术的经济性,结果表明:调节出厂水pH值控制管网铁释放的经济成本适宜,可作为突发性管网"黄水"问题的应急控制技术。     

水厂高pH原水应对措施的研究

当水源地藻类或水草大量生长时,原水出现pH过高、溶解氧饱和、总碱度降低的变化,此时仍采用聚合氯化铝(PAC)处理,出厂水存在铝和pH超标风险.试验研究得出,当硫酸铝投加量为55 mg/L或组合投加45 mg/L硫酸铝+10 mg/L PAC,以及调节原水pH值至8.5后投加20 mg/L PAC时,可使出水中铝和pH均...