给水管网余氯衰减规律实验研究

论文摘要

研究氯消毒剂在给水管网中的变化规律,建立余氯衰减预测模型,对于我国消毒系统的设计和运行具有十分重要的现实意义和应用价值。本文以广州市某水厂炭滤后水（TOC浓度1.00mg/L左右）为源水,以氯胺为消毒剂,通过烧杯实验,研究了有机物、初始氯浓度、pH、温度、还原性无机离子（NO2-）对主体水余氯衰减的影响。实验结果表明:随着有机物浓度增加,余氯衰减系数也相应增加;初始氯浓度越高,总衰减量越大,但主体水衰减系数随初始浓度升高而降低;pH越低,余氯衰减系数越大;在4℃～30℃范围内,温度越高,余氯衰减系数越快;NO2-可以促进余氯的衰减;余氯与NO2-的反应不是快速反应。在综合分析各个因素对主体水余氯衰减影响的基础上,建立了主体水余氯衰减系数模型,并进行了验证,该预测模型具有较好的预测效果。采用自行设计的给水管网模拟系统中试装置,以广州市某水厂出厂水（或炭滤后水）为研究对象,研究了初始氯浓度、pH、流速、管材以及管径对管网余氯衰减的影响,实验结果表明:在初始氯浓度为0.63mg/L2.58mg/L范围内,初始浓度越高,管网余氯衰减系数越大,但衰减系数的上升速率随初始氯浓度的增加有所降低;pH对管网余氯的衰减影响显著,pH越低,余氯衰减速率越快,衰减系数越大;pH越低,浊度上升速率越大;管网余氯衰减系数随着流速的增加而增加;流速增加会加速管壁附着物质的脱落,引起管网水浊度上升;就新管而言,管材（水泥内衬铸铁管和PVC管）对余氯在管网中的衰减规律几乎没有影响;24h内,pH在铸铁管中的上升幅度明显大于PVC管;管径越小,管网水与管壁的接触率越大,管网余氯衰减系数越大,pH的上升幅度越大。对广州市实际管网调查研究发现:管壁因素（生物膜和腐蚀沉积物）是影响余氯衰减关键性因素;实验室内实验结论与实际管网调查一致。因此,控制管网余氯衰减的关键是控制生物膜量和管网腐蚀。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第1 章绪论
• 1.1 论文研究背景及意义
• 1.1.1 论文研究背景
• 1.1.2 论文研究意义
• 1.2 国内外研究现状
• 1.2.1 氯消毒概述
• 1.2.2 管网余氯衰减研究进展
• 1.3 论文要解决的主要问题和主要研究内容
• 1.3.1 当前研究存在的问题
• 1.3.2 论文研究的主要内容
• 第2 章 供水管网系统实验室建立与试运行
• 2.1 研究管壁影响余氯衰减的模拟反应器
• 2.1.1 反应器工作原理
• 2.1.2 模拟系统优缺点比较
• 2.1.3 研究方法总结
• 2.2 供水管网系统实验室设计
• 2.2.1 供水管网系统实验室概况
• 2.3 供水管网模拟系统试运行
• 2.3.1 管网模拟系统冲洗
• 2.3.2 管网模拟系统冲洗水浊度与流速关系
• 2.3.3 示踪实验
• 2.3.4 热交换器对管网水质的影响
• 2.3.5 使用在线仪表对管网余氯衰减的影响
• 2.4 本章小结
• 第3 章 主体水余氯衰减规律研究
• 3.1 实验材料与方法
• 3.1.1 实验水样
• 3.1.2 氯胺溶液配置及测定方法
• 3.1.3 实验仪器及检测方法
• 3.1.4 实验方法
• 3.2 主体水余氯衰减影响因素分析
• 3.2.1 有机物对主体水余氯衰减影响
• 3.2.2 初始氯浓度对主体水余氯衰减影响
• 3.2.3 pH对主体水余氯衰减影响
• 3.2.4 温度对主体水余氯衰减影响
• -）对主体水余氯衰减影响'>3.2.5 还原性无机离子（NO2^-）对主体水余氯衰减影响
• 3.3 主体水余氯衰减系数预测模型
• 3.3.1 主体水余氯衰减机理及衰减系数概化模型
• 3.3.2 主体水余氯衰减系数预测模型
• 3.3.3 主体水余氯衰减系数预测模型的验证
• 3.4 本章小结
• 第4 章 管网余氯衰减规律研究
• 4.1 实验材料与方法
• 4.1.1 实验装置
• 4.1.2 实验用水
• 4.1.3 进水与加药方法
• 4.1.4 具体实验步骤
• 4.2 管网水余氯衰减影响因素分析
• 4.2.1 流速对管网水余氯衰减影响
• 4.2.2 初始氯浓度对管网水余氯衰减的影响
• 4.2.3 pH对管网水余氯衰减衰减影响
• 4.2.4 管材对管网水余氯衰减影响
• 4.2.5 管径对管网水余氯衰减影响
• 4.3 管网余氯衰减预测模型
• 4.3.1 管网余氯衰减机理及衰减概化模型
• 4.3.2 管壁余氯衰减系数预测模型
• 4.3.3 管壁余氯衰减系数预测模型
• 4.4 本章小结
• 结论和建议
• 参考文献
• 致谢