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饮用水消毒工艺优化研究

作　者: 王海燕
导　师: 戴长虹
学　校: 青岛理工大学
专　业: 环境工程
关键词: 饮用水消毒余氯衰减氯胺生物稳定性
分类号: TU991.2
类　型: 硕士论文
年　份: 2010年
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内容摘要

自来水在从水厂输送至用户的过程中,水在管网内已经流动了数小时乃至数天的时间,水在庞大的地下管网中将发生复杂的物理、化学和生物反应,一些主要的水质指标,如余氯、细菌指标等,可能发生明显变化;有害细菌及微生物会繁殖,危害人类健康。因此改善管网水质是提高供水水质的重要环节。本文以主体水为静态模型研究了余氯衰减的影响因素,探讨了氯和氯胺消毒对生物稳定性的影响;以A R反应器投加BAC水为动态模型,研究了消毒对微生物再生长控制;最后对饮用水常规消毒工艺优化进行了综合论述。余氯衰减实验表明,温度对余氯衰减速率常数的影响明显,温度从10~℃增加到30℃,Kb值从0.0311升至0.1225 ,温度越高,余氯在水体中衰减越快;对于完全相同的水样,初始氯质量浓度越高,自由余氯和总氯衰减越快;余氯衰减和PH值没有显著的相关关系;DOC与Kb值之间存在强指数关系。在氯消毒过程中,尽管BDOC有所增加,但仍能满足生物稳定性的阈值要求,且BAC出水中氯衰减速率明显低于微滤出水和原水,在较长停留时间后仍可保持较高水平的余氯值,能持续抑制微生物的再生长。氯胺消毒过程中BDOC变化与氯消毒过程趋势相似。生物活性炭工艺是保障饮用水生物稳定性的有效手段。水中加氯量为1mg/l时,出水余氯量为0.04mg/l。HPC计数水中悬浮菌为6.30×10~3个,挂片上的菌落数为4.60×10~4个,管网中微生物得不到很好控制。当水中氯投加量增为2mg/l时,出水余氯量为0.3mg/l,二者上生长的菌落数量均可控制在两个数量级上。充分利用前端工艺对污染物的去除效能,将消毒剂投加点尽量靠近水处理工艺后部,可减少消毒副产物、降低加氯量、降低可生物降解营养基质的生成。合理选择投氯点、改进投氯管线的设置,充分利用工艺管道的水力条件和采用机械搅拌、弯头混合、喷撒扩散器、管道混合器等多种方式能够保证氯水充分混合。

全文目录

摘要  7-8
Abstract  8-10
第1章绪论  10-26
  1.1 饮用水病原微生物及其控制  10-13
    1.1.1 水中的病原微生物及其危害  10-12
    1.1.2 水处理单元对微生物的去除效果  12-13
  1.2 饮用水消毒技术综述  13-18
    1.2.1 氯消毒  13-16
    1.2.2 氯胺消毒  16-18
  1.3 管网细菌再生长问题  18-22
    1.3.1 管网水质生物稳定性  18-19
    1.3.2 微生物进入管网系统的途径  19-20
    1.3.3 管壁生物膜的形成  20-21
    1.3.4 管网微生物的组成  21-22
  1.4 饮用水消毒与生物稳定性  22-24
    1.4.1 氯消毒对生物稳定性的影响  23-24
    1.4.2 氯胺消毒对生物稳定性的影响  24
  1.5 研究内容与研究方法  24-26
    1.5.1 研究内容  24-25
    1.5.2 研究方法  25-26
第2章实验概况  26-30
  2.1 实验装置  26-27
  2.2 实验用水  27
  2.3 实验测试项目及主要仪器  27-30
    2.3.1 实验测试项目及方法  27-29
    2.3.2 实验分析仪器  29-30
第3章余氯在管网中的衰减实验  30-40
  3.1 余氯衰减模型  30-31
    3.1.1 一级反应模型  30-31
    3.1.2 多元重回归方程模型  31
  3.2 余氯衰减影响因素  31-39
    3.2.1 初始氯投加量的影响  31-34
    3.2.2 温度的影响  34-36
    3.2.3 DOC 的影响  36-38
    3.2.4 pH 值的影响  38-39
  3.3 余氯衰减与细菌再生长  39-40
第4章消毒工艺与水质生物稳定性的关系  40-46
  4.1 氯消毒反应对BDOC 的影响  40-42
    4.1.1 实验目的及方法  40
    4.1.2 实验结果与分析  40-42
  4.2 氯胺消毒反应对BDOC 的影响  42-44
    4.2.1 实验目的及方法  42-43
    4.2.2 实验结果与分析  43-44
  4.3 消毒与细菌再生长  44-46
    4.3.1 实验目的及方法  44-45
    4.3.2 实验结果与分析  45-46
第5章常规消毒工艺优化  46-58
  5.1 消毒剂选择  46-48
    5.1.1 氯胺  46-47
    5.1.2 氯与氯胺联合消毒  47-48
  5.2 投氯点优化  48-50
    5.2.1 预氧化的优化  48-50
    5.2.2 加氯点后移以及管网二次加氯  50
  5.3 投氯方式优化  50-52
    5.3.1 高速水射枪  51
    5.3.2 管道混合  51-52
  5.4 清水池结构优化设计  52-58
    5.4.1 CT 值  52-53
    5.4.2 有效停留时间  53-54
    5.4.3 清水池优化设计  54-58
第6章结论  58-59
参考文献  59-62
攻读硕士学位论文期间取得的科研成果  62-63
致谢  63

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