既有給水管網(wǎng)輸配淡化海水水質(zhì)穩(wěn)定性控制研究.pdf

1、隨著城市的可持續(xù)發(fā)展，海水淡化水的利用將成為許多城市尤其是沿海城市多水源綜合利用的發(fā)展趨勢。由于海水淡化水具有堿度低、硬度低的特點(diǎn)，使得海水淡化水利用既有管網(wǎng)輸配的過程中，經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)“紅水”和“黃水”現(xiàn)象；在新管網(wǎng)輸配過程中，經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)防腐層腐蝕嚴(yán)重以及某些水質(zhì)指標(biāo)超標(biāo)的現(xiàn)象，嚴(yán)重影響當(dāng)?shù)厣a(chǎn)生活用水安全。因此，淡化水在既有管網(wǎng)中的安全穩(wěn)定輸配對(duì)于飲用水的安全保障具有重要的意義。
　　 本文以管網(wǎng)中具有代表性的鑄鐵管為研究對(duì)象，

2、以控制水質(zhì)穩(wěn)定性為研究目標(biāo)，系統(tǒng)深入地研究了不同水質(zhì)變化對(duì)管網(wǎng)中鐵釋放的影響。首先，使用掃描電鏡(SEM)、X射線能譜分析(EDAX)和X射線衍射分析(XRD)對(duì)給水管網(wǎng)中灰口鑄鐵管和焊接鋼管上的管內(nèi)壁腐蝕管垢進(jìn)行外觀特征、微觀形態(tài)、化學(xué)元素組成和化合物構(gòu)成等物理化學(xué)特征分析。結(jié)果發(fā)現(xiàn)管垢外部平滑而致密，內(nèi)部為疏松多孔結(jié)構(gòu)。鐵是管垢最重要的化學(xué)組成，管垢基本上由各種含鐵的化合物組成。焊接鋼管管垢腐蝕表層可能的化學(xué)組成為α-FeOOH和γ

3、-FeOOH，硬殼層主要的化學(xué)組成為Fe3O4，疏松多孔層主要的化學(xué)組成為α-FeOOH和Fe3O4，管垢的特征取決于管材本身特性、水質(zhì)條件、水廠處理工藝和管網(wǎng)水力條件。其次，通過動(dòng)態(tài)管網(wǎng)的模擬試驗(yàn)，改變自來水和淡化水的摻混比、pH值等水質(zhì)指標(biāo)，重點(diǎn)分析水質(zhì)指標(biāo)對(duì)總鐵含量的影響。結(jié)果表明，鐵的釋放量與停留時(shí)間和水溫呈正相關(guān)關(guān)系，與pH值、堿度和硬度呈負(fù)相關(guān)關(guān)系。同時(shí)還進(jìn)行了動(dòng)態(tài)管網(wǎng)的連續(xù)停留試驗(yàn)和水源切換試驗(yàn)，結(jié)果證明采用自來水和淡化水

4、摻混進(jìn)入舊的管網(wǎng)中，然后在對(duì)其進(jìn)行調(diào)質(zhì)的方法是可行的；應(yīng)急切換水源對(duì)管網(wǎng)中干管水樣的濁度和總鐵濃度影響不大，沒有出現(xiàn)水質(zhì)波動(dòng)和水質(zhì)惡化的情況。建立了動(dòng)態(tài)管網(wǎng)中鐵釋放的經(jīng)驗(yàn)統(tǒng)計(jì)模型以及動(dòng)力學(xué)模型。統(tǒng)計(jì)模型中的全回歸和逐步回歸模型的預(yù)測精度分別為86.9％和89.1％；依據(jù)管網(wǎng)中可能的鐵釋放反應(yīng)，建立鐵釋放的反應(yīng)動(dòng)力學(xué)模型，從鐵釋放動(dòng)力學(xué)模型的總體預(yù)測情況來看，該模型預(yù)測值的平均相對(duì)誤差約為15.74％，能夠基本滿足對(duì)管網(wǎng)中鐵釋放的預(yù)測要求