城市二次供水水质改善研究

论文摘要

生活饮用水在输送、贮存过程中的水质二次污染不但会给社会造成巨大的经济损失,也严重地影响广大居民的生活质量,极大的危害饮用者的健康和安全。解决二次供水的水质污染问题已成为保证生活饮用水水质安全的关键。本文以深圳特区二次供水系统作为主要研究对象,针对二次供水系统中存在的水质问题,进行了以下研究:深圳特区二次供水现状及原因分析;二次供水贮水材质对水质的影响;贮水装置水力特征对二次供水水质的影响;二次供水水质控制的综合对策。对深圳特区二次供水系统水质的调查,结果表明:深圳特区二次供水系统水质防护现状不容乐观,贮水装置的腐蚀、结垢、微生物繁殖、余氯的衰减、外界的二次污染以及贮水装置的析出物等因素是造成二次供水系统水质恶化的重要原因。对不同贮水材质的余氯衰减影响的研究和不同材质贮水设施生物膜的研究,得出混凝土水池不适合作为二次供水贮水设施。对于体积较大的地下水池,推荐采用混凝土水箱加卫生级内衬处理,如,贴瓷片或釉瓷涂料等。对于体积较小的水池或天面水箱,推荐采用不锈钢板、玻璃钢板或复合钢板水箱。进行贮水装置水力特性对水质影响的研究,应用数学模型和水力特性研究提出贮水装置卫生学极限停留时间,应以此作为不同材质贮水装置工艺设计的依据,同时应利用进水能量或加设旋流装置使水流在贮水装置中保持流动状态。采用CFD方法代替示踪试验、研究贮水装置水力特性与结构的关系是可行的。运用Fluent软件模拟可以简化贮水装置的研究和设计,并可以获得其内部流场分布的情况,实现了示踪实验不能达到的目标。同时对不同导流板数的模拟,可以发现模拟结果与实际示踪实验的结果非常接近。通过不同优化条件的模拟,发现增加导流板、增加穿孔板、改变拐角形状、扩大进出口孔径都有利于水力条件的优化。根据研究结果,提出贮水装置中水力停留时间工艺设计要点:平均水温低于20℃时,平均水力停留时间不超过8h,当平均水温高于20℃左右,平均水力停留时间不超过6h。最大水力停留时间不应超过12h。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第1章 绪论
• 1.1 城市二次供水及其存在的问题
• 1.2 国内外研究概况及发展趋势
• 1.3 课题来源与研究内容
• 第2章 深圳特区二次供水现状调查
• 2.1 深圳特区供水系统概况
• 2.2 深圳特区市政管网水水质现状
• 2.3 深圳特区二次供水系统水质现状
• 2.4 二次供水系统污染的原因分析
• 2.4.1 腐蚀结垢和沉积物对水质的污染
• 2.4.2 微生物繁殖对水质的污染
• 2.4.3 材质或内壁材质对水质的污染
• 2.4.4 外界原因造成的二次供水污染
• 2.4.5 二次供水管理问题
• 2.5 本章小结
• 第3章 材质对二次供水水质影响的研究
• 3.1 贮水材质对余氯衰减的影响研究
• 3.1.1 贮存水的余氯衰减模型
• 3.1.2 结果与讨论
• 3.2 贮水装置材质的生物膜研究
• 3.2.1 试验方法
• 3.2.2 结果与讨论
• 3.3 本章小结
• 第4章 水力特征对水质的影响研究
• 4.1 二次污染水质模型及其应用
• 4.1.1 饮用水蓄贮过程中的水质模型
• 4.1.2 水质变化动力学模式
• 4.1.3 二次污染水质模型解析解
• 4.1.4 水质模型在贮水装置中的应用
• 4.2 水力停留时间对水质的影响
• 4.2.1 贮水装置水力停留时间分析
• 4.2.2 示踪剂实验方法
• 4.2.3 停留时间对水质影响的实验
• 4.3 流动特性对水质影响的实验
• 4.3.1 实验方法
• 4.3.2 结果及讨论
• 4.4 CFD 模拟改善贮水装置
• 4.4.1 模拟步骤
• 4.4.2 模型涉及的公式
• 4.4.3 初始条件
• 4.4.4 迎风格式
• 4.4.5 建立网格
• 4.4.6 CFD 模拟结果及讨论
• 4.5 本章小结
• 第5章 二次供水水质的综合防护对策
• 5.1 二次供水技术控制对策
• 5.1.1 提高出厂水水质
• 5.1.2 改变供水方式
• 5.1.3 生活饮用水与消防用水贮水池分建
• 5.1.4 使水池、水箱的结构合理
• 5.1.5 安排合适的贮水池位置
• 5.1.6 贮水装置材质和涂层的合理选用
• 5.1.7 增加二次消毒设施
• 5.2 管理上的控制对策
• 结论与建议
• 参考文献
• 致谢
• 附录 A 攻读学位期间发表的学术论文