低流速工況下供水管道鐵釋放的影響機理及控制措施研究.pdf

1、在供水管網(wǎng)系統(tǒng)的末梢普遍存在滯流和小流速工況，也是鐵釋放引發(fā)的“黃水”事件多發(fā)工況，其發(fā)生機理和解決措施亟待深入研究。本課題依托建設(shè)在浙江省JX市供水管網(wǎng)的中試實驗平臺，以不同管徑和管材的供水管道為研究對象，通過模擬滯流和小流速工況，結(jié)合傳統(tǒng)平板培養(yǎng)計數(shù)和現(xiàn)代化分子生物學(xué)技術(shù)來研究鐵釋放影響機理以及控制措施。主要結(jié)論如下:
　　(1)滯流工況下供水管道內(nèi)壁不同空間位置上鐵釋放變化規(guī)律與微生物群落的相互關(guān)系
　　HDPE管道生

2、物膜中微生物群落多樣性要高于球墨鑄鐵管，而且HDPE管道不同空間位置的微生物群落含量分布較為均勻變化不大，而球墨鑄鐵管變化較大。從IOB和SRB的數(shù)量變化可以發(fā)現(xiàn)管道內(nèi)壁中部和下部的增加量最大，上部最小。供水管道內(nèi)壁中部釋放的鐵含量最多，這與腐蝕功能細(xì)菌IOB、SRB、SOB等存在較大關(guān)系。
　　(2)滯流工況下不同管材/管徑的管網(wǎng)水鐵釋放與腐蝕微生物變化規(guī)律及相關(guān)性
　　管網(wǎng)水中溶解氧，余氯等水質(zhì)參數(shù)不斷衰減導(dǎo)致水體中總鐵

3、濃度增大，鐵氧化細(xì)菌和硫酸鹽還原菌數(shù)量隨滯流時間不斷增加。主要菌門Proteobacteria在滯流之后達(dá)到86.69％-91.36％，主要由Alphaproteobacteria、Betaproteobacteria和Actinobacteria組成。通過相關(guān)性分析和RDA分析發(fā)現(xiàn)與總鐵釋放存在較強的正相關(guān)關(guān)系的細(xì)菌群落有Proteobacteria、Actinobacteria和Acidobacteria以及在綱水平上的數(shù)據(jù)為Alp

4、haproteobacteria、Betaprotebacteria和Bacilli，從環(huán)境因子的角度出發(fā)發(fā)現(xiàn)影響這些細(xì)菌群落生長的水質(zhì)參數(shù)有硝酸根、亞硝酸根、TOC、COD、氨氮和溶解氧。
　　(3)不同滲流流速管網(wǎng)水水質(zhì)變化規(guī)律及微生物群落關(guān)聯(lián)性
　　水質(zhì)指標(biāo)余氯、溶解氧和氧化還原電位隨著水流流速的增大衰減減緩，pH、濁度以及總鐵濃度增長則受到抑制，當(dāng)水流流速增大到臨界流速時，這些指標(biāo)則趨于穩(wěn)定。IOB和SRB的數(shù)量隨滲

5、流流速增大而減少，當(dāng)流速達(dá)到一定值時其數(shù)量保持恒定。從門、綱和屬水平上分析微生物群落同樣可以發(fā)現(xiàn)，微生物群落結(jié)構(gòu)隨流速增大而逐漸趨于穩(wěn)定。累計總鐵釋放量和總鐵釋放速率在隨著流速增大至約占臨界流速的40％時達(dá)到最大閾值。
　　(4)滯流及小流速工況下的鐵釋放控制措施建議
　　針對滯流小流量工況下的鐵釋放問題的基礎(chǔ)上，建議以下措施控制鐵釋放:a）優(yōu)先管道材料;b）球墨鑄鐵管滯流時間不宜超過8小時，HDPE管不宜超過8-16小時;