水质化学组分变化对管道铁释放及管垢特征的影响

采集了北方某市长期通地下水区域的铸铁管道样品,应用响应面法研究了几个主要水质化学参数变化对管网铁释放的影响,并利用X射线衍射分析(XRD)、X射线荧光光谱分析(XRF)、比表面分析和扫描电镜能谱分析(SEM-EDX)等手段表征了管道内表面的管垢结构和组成特征,探讨了水质化学组分变化对管垢特征的影响。研究发现,该管道铁的释放量与水的拉森指数具有正相关关系,而与余氯水平无显著相关性。采集之初铸铁管的腐蚀产物包括Fe3O4(磁铁矿)、α-FeOOH(针铁矿)、γ-FeOOH(纤铁矿)、FeCO3(菱铁矿)和β-FeOOH(四方纤铁矿);通入拉森指数较高的水后,腐蚀产物中出现了Fe2O3(赤铁矿)和Fe6(OH)12CO3(绿锈)等新成分,并且管垢中Fe3O4的含量明显增加,α-FeOOH的含量明显降低,β-FeOOH消失。铁释放量较高管段中管垢的比表面积和孔容比铁释放量较低管段中管垢的大。     

不同尺度下颗粒活性炭表面分形特征的研究

采用图象法、染料吸附和N2吸附-脱附实验分别确定颗粒活性炭的表面分形维数,探讨不同尺度下颗粒活性炭的表面分形特征,为描述环境污染物在颗粒活性炭介质微界面上的传质、反应的非线性规律提供支撑。结果表明,颗粒活性炭的表面从分子尺度(几个A)到微观尺度(几个微米)之间一般都具有多分形特征,且不同尺度范围内的表面分形维数差异较大．在研究尺度的范围内．图象分辨率的增大,相应的Ds一般呈变小的趋势,但图象法确定的纳米尺度下的Ds值远小于吸附法确定的A尺度下的Ds值。SEM图象计算出的Ds为2．04-2．39,AFM图象计算出的Ds为2．00-2．43。N2吸附-脱附法确定颗粒活性炭孔表面分形维数Ds为2．97以上,比分形吸附等温线确定的外表面和部分孔表面综合的表面分形维数值Ds=2．59高出许多。另外,图象法确定的表面分形特征的尺度变化范围约为100-102量级之间,确定的表面分形维数是纯粹几何意义上的表面粗糙特征的描述,可能需要多角度的大量代表性图片来综合分析;而吸附法是描述颗粒特定尺度下整个表面的粗糙程度。它们在同一尺度下的分形维数值是否相关或相等,依然是需要我们进一步的探讨。     

不同管网腐蚀与水质稳定性中试研究

通过中试对再生水和饮用水在带水泥内衬的新球墨铸铁管和不带水泥内衬的新球墨铸铁管管网中的腐蚀及水质稳定性进行了研究。8个月中试研究证实:带水泥内衬的球墨铸铁管腐蚀较轻,水质稳定性好,但可能会引起钙离子释放而造成水质硬度增加;不带水泥内衬的球墨铸铁管虽然一开始有一个快速腐蚀阶段,但随着致密氧化层的出现,生物膜上生长出铁氧化菌、铁还原菌和硫酸盐还原菌等细菌,铁还原菌与腐蚀产物之间的相互作用可以加速氧的消耗,有效抑制管网腐蚀,保持管网水质稳定性。     

混凝—超滤工艺残余铝含量调控方式优化研究

考察了前调pH和后调pH、两段加药及复合混凝剂对混凝—超滤工艺处理长江原水的出水残余铝的控制效果.结果表明,CO2调节长江原水pH至6.5时采用30％/70％的两段加药方式是安全且最有效的降低出水残余铝含量的方式.快搅后的pH降低至6.3～6.4之间时可以将二次投加的PAC中更多的溶解铝转化为颗粒铝并被超滤去除.此外,...     

西江水源置换的管网水质模拟中试研究

采用管网模拟系统就西江水源置换对管网水质的影响效应进行了中试研究.以广州市西北部原有水源和西江水源处理后的两种出厂水(分别简称为出厂水A和出厂水B)为试验用水,以从广州市西北部供水管网中挖取的两段旧铸铁管(DN100,管龄约30年)作为试验管段,系统地研究了管网模拟系统中浊度、余氯衰减、硝化作用及异养菌生长繁殖的变化规律.试验结果表明,两出厂水中余氯在模拟管网中的衰减速度都非常快,但当出厂水B置换出厂水A后,管网模拟系统中浊度有所降低,硝化作用大大减弱,亚硝酸盐浓度显著降低,异养菌生长繁殖能力下降,管网水质明显提高.该研究成果可为西江水源置换的管网水质保障提供技术支持.     

南方某市锰致规模性“黄水”发生规律及应对

南方某市2019年以来给水管网“黄水”问题投诉占到用户关于水质问题投诉的约50%。总结多个水厂供水区域“黄水”发生规律发现，集中发生在2019年7月和8月的规模性“黄水”主要致色成分为锰，其与出厂水锰浓度升高至0.02 mg/L以上直接相关，“黄水”样品中的锰超过0.1mg/L标准限值，反映出管网中发生了锰的沉积再释放问题；色度与锰浓度呈显著正相关。主要致色成分为铁锰的非规模性“黄水”的主要原因是管网腐蚀以及锰的沉积再释放。因水源而引发“黄水”的水厂在将水库水切换回Mn（Ⅱ）浓度较低的江水后，集中性“黄水”投诉很快消失。对于另一因原水锰浓度升高而导致“黄水”投诉的水厂，在水库水锰浓度升高后加大投氯量、投加氢氧化钠等控锰效果并不理想；随后同时投加5 mg/L粉末活性炭（PAC）和1 mg/L氯，通过构建催化氧化能将出厂水锰浓度迅速控制在0.01 mg/L以下，成功抑制管网“黄水”。提升水库取水高度后进厂水锰浓度也相应下降。综上，监测原水Mn（Ⅱ）浓度，采取高效除锰措施将出厂水锰浓度控制在0.02 mg/L以下，以及对管网进行维护更新是控制“黄水”的关键。