城乡统筹区域供水管网中消毒副产物生成规律及影响因素研究

作     者：夏岩 

作者单位：东南大学 

学位级别：硕士

导师姓名：宋海亮;邹敏

授予年度：2017年

学科分类：08[工学] 0815[工学-水利工程] 

主      题：城乡统筹供水 长距离输水管网 消毒副产物 

摘      要：近年来,城乡统筹区域供水正在兴起,但长距离复杂供水管道中DBPs的生成及分布规律研究鲜有报道。本文以盐城市城乡统筹区域供水工程为依托,以保障长距离输水水质安全性为目标,开展了长距离输水条件下管网中DBPs的生成及分布规律的研究工作。首先开展了水厂出厂水水质特征研究以及盐城地区供水管网关键节点DBPs浓度水平研究,并就其出厂水水质特征,探究了 8个关键因素对管网水中DBPs生成水平的影响;此外,本文模拟了实际长距离供水管网的运行情况,研究了管网中DBPs的生成变化规律。对于盐城地区出厂水水质监测分析,主要结论如下:2014～2017年间,城东水厂出厂水浊度、CODMn、温度、pH、余氯水平、菌落总数以及氨氮浓度水平基本符合《生活饮用水卫生标准》(GB5749-2006)中的限值。由于地理及水源位置,其原水中溴化物含量较高且Mn含量超标严重,处理后虽可以达到生活饮用水卫生标准,但仍应作为盐城地区特征水质指标予以关注。2014～2017年间,出厂水总THMs浓度呈逐年下降趋势,其组成均以DBCM、TBM为主;2016年3月～2017年2月间,出厂水中HAAs浓度在4.05～10.27 μg/L范围内,以MBAA、TCAA及DBAA为主,总体呈现夏季高冬季低的特点。研究期内,THMFP在95.24～201.57 μg/L范围内变化,HAAFP则在43.03～286.24μg/L范围内变化,季节性变化明显。2016年,盐城地区供水管网中四个监测点的THMs总量较2014、2015年有明显的下降,这与水厂出水水质的改善以及管网的更新有关;三年间,对四个采样点的DCAA及TCAA含量进行了 6次监测,结果显示,其含量处于较低水平,DCAA浓度均低于0.01 mg/L,TCAA浓度均低于0.001 mg/L。考察了停留时间、加氯量、TOC、pH、温度、Mn2+和Br-、管材等因素对供水管网中DBPs生成的影响,主要结论如下:管网中THMs含量随停留时间的延长先增加后趋于稳定,其组成以DBCM、TBM为主;HAAs含量呈现先增加后降低的趋势,其组成以TCAA及DBAA为主。管网中DBPs含量随加氯量的增加而增加,且高氯代DBPs所占的比例也随之增加。TOC浓度的增加会引起管网水中DBPs的增加,各组分浓度也随之增加。提高pH值对管网中四种THMs的生成均有促进作用,碱性及酸性条件下HAAs的生成量均高于中性,主要表现在DCAA的生成差异上。温度的升高对DBPs的生成量具有促进作用,对BDCM、DBCM、DCAA及MJBAA生成的影响较为显著。Mn2+对THMs的生成具有一定的促进作用,而对HAAs的生成则无明显影响。Br-浓度的升高有利于管网水中DBPs的生成,其浓度的增加会提高DBPs的溴代程度。UPVC管中DBPs生成量最多,其次为镀锌钢管、球墨铸铁管,PE管最少,球墨铸铁管及UPVC管中有利于Br-THMs的生成、镀锌钢管则更加有利于TCM及TCAA的生成。长距离供水管网中余氯衰减遵循指数衰减关系,管网中THMs生成量随着HRT的延长先增加,后基本趋于稳定;HAAs的生成量随HRT的延长先增加后减少。THMs及HAAs的组成以DBCM、TBM、TCAA及DBAA等溴代、高卤代DBPs为主,这与当地水质有关。二次加氯在保证水质生物稳定性的同时会导致管网水中DBPs含量的进一步升高,且会提高氯代DBPs所占的比例。主干管高流速状态下管网中THMs的最大生成量低于低流速状态,但组成情况类似,均以DBCM和TBM为主,主要差别体现在TBM含量差异上;而主干管流速差异对管网中HAAs含量无明显影响,且主干管流速差异对HAAs的构成影响较小,均以TCAA及DBAA为主。