城市供水管網(wǎng)生物穩(wěn)定性及其影響因素的研究.pdf

1、飲用水同人們的身體健康密切相關，隨著工業(yè)化的發(fā)展和人們生活水平的提高，水源污染已成為世界范圍內(nèi)普遍關注的問題，人們對飲用水水質(zhì)的要求也越來越高。經(jīng)過水廠凈化處理的出廠水達到了水質(zhì)標準，但飲用水在供水管網(wǎng)內(nèi)具有一定的停留時間，水質(zhì)會發(fā)生變化。服務年限長的供水管道內(nèi)壁會形成腐蝕物，使飲用水受到二次污染，供水管道的衛(wèi)生狀況將直接影響水質(zhì)。本課題采用生物可降解溶解性有機碳(BDOC)作為評價水質(zhì)生物穩(wěn)定性的指標，研究供水管網(wǎng)的生物穩(wěn)定性的變化規(guī)

2、律，為供水企業(yè)改善水質(zhì)提供依據(jù)。
　　首先以試驗管網(wǎng)為對象，研究了供水管網(wǎng)中常規(guī)水質(zhì)指標和BDOC的變化規(guī)律，并對常規(guī)水質(zhì)指標和BDOC的相關性進行了研究。研究結(jié)果表明，管網(wǎng)水余氯和BDOC呈負相關；管網(wǎng)水濁度和BDOC呈正相關；管網(wǎng)水中鐵濃度和BDOC是正相關。對城市供水管網(wǎng)BDOC全年監(jiān)測的結(jié)果表明：供水管網(wǎng)中BDOC在0.17~1.46mg/L之間；冬季管網(wǎng)水中BDOC濃度沿管線變化趨勢是緩慢降低之后又上升；夏季水溫較高，出

3、廠水中余氯衰減速率很快，BDOC降低趨勢比較明顯；春季和秋季供水管網(wǎng)中BDOC變化趨勢不大。各季節(jié)出廠水中TOC濃度偏高，經(jīng)過城市供水管網(wǎng)輸送之后，管網(wǎng)水中TOC濃度都有所下降。
　　為了研究飲用水中細菌之間的種群結(jié)構(gòu)和親緣關系，應用16SrRNA方法對供水管網(wǎng)中細菌的多樣性進行了研究。對9種水樣進行PCR擴增后，獲得的特異擴增片斷大小在100~300bp之間；將回收后的片斷擴增條帶進行測序，得到17個測序結(jié)果，條帶的序列長度在1

4、92~227bp之間；根據(jù)測序結(jié)果建立系統(tǒng)進化樹，在一定程度上確定了回收的特異片斷的分類地位。
　　應用多元線性回歸和BP神經(jīng)網(wǎng)絡兩種方法建立了供水管網(wǎng)BDOC的預測模型，試驗了6種神經(jīng)網(wǎng)絡結(jié)構(gòu)，最終確定了1個隱含層，25個神經(jīng)元的BP網(wǎng)絡作為最合適的模型結(jié)構(gòu)。經(jīng)過對兩種預測模型的比較發(fā)現(xiàn)，神經(jīng)網(wǎng)絡方法建立的模型對管網(wǎng)中BDOC的預測精度最高，準確度為82.86％，遠遠大于多元線性逐步回歸預測模型的預測準確性(17.14%)。

5、r>　　采用靜態(tài)管段試驗和動態(tài)模擬管網(wǎng)試驗，研究了管網(wǎng)水中 BDOC對供水管道中生長環(huán)的影響，BDOC與生長環(huán)上吸附性細菌的數(shù)量呈顯著的正相關關系，BDOC與管網(wǎng)水中游離性細菌也是正相關關系。應用紅外光譜分析生長環(huán)，得到了有機物的特征峰，說明供水管網(wǎng)中的有機物質(zhì)沉積在生長環(huán)上；對生長環(huán)進行熱重分析，確定了管網(wǎng)水中 BDOC變化值同生長環(huán)中有機物含量的正相關關系，管網(wǎng)水中BDOC含量越高，管道內(nèi)壁越容易形成生長環(huán)。
　　對供水管網(wǎng)中

6、的生長環(huán)進行了物理結(jié)構(gòu)和化學組成的測定，3個生長環(huán)樣品的比表面積在47~115m2/g，孔容為0.03~0.21cm3/g，說明生長環(huán)內(nèi)部存在著孔隙結(jié)構(gòu)。應用掃描電鏡對生長環(huán)的微觀形態(tài)進行測試，生長環(huán)分層清晰，分別為表面粘垢、易脫落的疏松層和致密層。通過 X射線衍射分析，發(fā)現(xiàn)生長環(huán)的主要成分為針鐵礦(α-FeOOH)、纖鐵礦(γ-FeOOH)及FeS。通過 X射線熒光能譜分析，生長環(huán)的元素組成主要為O和Fe，還有少量的Si、Al和S。對