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城市再生水管网余氯衰减规律及影响因素的实验研究

作　者: 刘骋
导　师: 田一梅
学　校: 天津大学
专　业: 环境工程
关键词: 再生水余氯衰减规律氯衰减模型水力水质模型
分类号: TU991.33
类　型: 硕士论文
年　份: 2012年
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内容摘要

众所周知，我国是一个水资源短缺型国家。城市再生水的回用能够节约淡水资源。研究再生水的水质变化规律，对提高整个再生水水质安全的可靠性具有较高的理论指导和实践意义。消毒是再生水出厂前的最后一道处理工艺，同时也是相当重要的一个环节。消毒不仅可以杀死病原微生物，还能在一定程度上保证管网的水质安全，而当前关于再生水的余氯衰减变化的研究则相对较少，大多数的研究还是沿用饮用水的基础理论，这样就有不少的局限性。因此有必要探究再生水的余氯衰减规律。本实验分别通过静态、动态实验，较为全面的探讨了再生水余氯的衰减规律。在静态实验中，将管网主体水的余氯衰减过程以2小时作为阶段分界点划分成两个阶段，2小时之内的余氯衰减过程为第一阶段，2小时之后的余氯衰减过程为第二阶段。实验发现第一阶段的余氯衰减系数要大于第二阶段的余氯衰减系数。静态试验中还分析了余氯衰减与初始氯浓度、水温、TOC及氨氮浓度之间的关系，发现余氯衰减系数与初始氯浓度、水温以及TOC成正相关性。在动态小试试验中，分别研究了三种新管材——带水泥砂浆内衬的铸铁管、不带内衬的铸铁管以及PE管中再生水的余氯衰减变化，其中不带衬的铸铁管中余氯衰减速率最大，而PE管和带水泥砂浆内衬的铸铁管中余氯衰减系数较为相似。同时，小试试验发现随着流速以及初始氯浓度的升高，管网再生水的余氯衰减系数也相应的增大。再生水动态中试试验结果表明，余氯、浊度、氯离子以及总碱度等电厂所重视的水质指标，其变化幅度均在可控制的范围内，满足协议水质所规定的要求。以EPANET软件作为工具，对再生水管网进行水力和水质模拟。结合模拟的结果，分析了实际管网中压力和余氯的分布情况。同时现场取样，对取回来的水样进行化验检测，分析管网里再生水中余氯、浊度、pH以及大肠杆菌等水质指标的变化情况。结合实测数据，验证了EPANET模拟的精确度。最后根据分析结果对再生水管网的水质保障提出了4点建议。

全文目录

摘要  3-4
ABSTRACT  4-9
第一章绪论  9-17
  1.1 再生水研究概况  9-12
    1.1.1 水资源现状和再生水利用的必要性  9-10
    1.1.2 再生水国内外利用现状  10-12
  1.2 国内外研究现状  12-14
    1.2.1 氯衰减模型  12-13
    1.2.2 配水管网水质模型  13-14
  1.3 研究的目的和内容  14-17
    1.3.1 课题背景  14
    1.3.2 研究目的  14-15
    1.3.3 研究内容  15-16
    1.3.4 技术路线  16-17
第二章实验装置及方法  17-22
  2.1 实验装置和方案  17-20
    2.1.1 静态实验  17-18
    2.1.2 管壁实验  18-20
  2.2 实验分析方法  20-22
    2.2.1 实验用水  20
    2.2.2 氯的测定方法  20-21
    2.2.3 其他常规水质指标项目与方法  21-22
第三章再生水管网主体水余氯衰减变化规律的研究  22-36
  3.1 引言  22
  3.2 氯消毒机理  22-23
  3.3 氯衰减模型的概述  23-25
  3.4 余氯衰减模型的确定  25-26
  3.5 不同条件下再生水余氯衰减规律及分析  26-33
    3.5.1 不同初始氯浓度下的余氯衰减规律及分析  26-28
    3.5.2 不同温度条件下余氯的衰减规律及分析  28-30
    3.5.3 不同 TOC 条件下余氯的衰减规律及分析  30-31
    3.5.4 不同氨氮浓度下的余氯衰减规律及分析  31-33
    3.5.5 不同亚硝酸盐氮浓度对余氯衰减的影响  33
  3.6 两点加氯对余氯衰减的影响  33-34
  3.7 本章小结  34-36
第四章再生水管网水质变化规律的动态实验  36-49
  4.1 引言  36
  4.2 小试模拟试验与结果分析  36-43
    4.2.1 流速对再生水管网余氯衰减的影响  36-38
    4.2.2 管材对再生水管网余氯衰减的影响  38-40
    4.2.3 初始氯浓度对再生水管网余氯衰减的影响  40-41
    4.2.4 其他水质检测分析  41-43
  4.3 中试模拟试验与结果分析  43-48
    4.3.1 余氯变化  45
    4.3.2 浊度变化  45-46
    4.3.3 氯离子变化  46
    4.3.4 氨氮变化  46-47
    4.3.5 总碱度变化  47-48
  4.4 本章小结  48-49
第五章基于 EPANET 的再生水管网余氯衰减实例分析  49-68
  5.1 EPANET 软件简介  49-50
  5.2 管网水质模拟基础  50-55
    5.2.1 配水管网水力模型  51-52
    5.2.2 配水管网的水质模型  52-55
  5.3 再生水管网余氯衰减实例分析  55-60
    5.3.1 研究背景介绍  55-56
    5.3.2 水力模拟  56-58
    5.3.3 水质模拟  58-60
  5.4 实际再生水管网的水质变化  60-67
    5.4.1 管网水质监测点的布置  60-62
    5.4.2 管网余氯变化规律  62-63
    5.4.3 管网余氯衰减模型验证  63-64
    5.4.4 管网其他水质监测分析  64-67
    5.4.5 管网水质的保证措施  67
  5.5 本章小结  67-68
第六章结论与建议  68-70
  6.1 结论  68
  6.2 不足与建议  68-70
参考文献  70-73
发表论文和科研情况说明  73-74
致谢  74

城市再生水管网余氯衰减规律及影响因素的实验研究

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