基于生产数据的供水管网“黄水”控制技术研究

发布时间：2020-11-03 13:55

　　 供水管网的安全输配是保障用户龙头水达标的重要环节。南方水体的低pH、低碱度和低硬度的特点加剧了供水管网的腐蚀,极易发生“黄水”等水质问题。为有效解决上述问题,深圳市于2013年开始实施优质饮用水入户工程,该工程将居民小区的老旧管道更换为新型不锈钢管,旨在降低饮用水在管道输送过程中的污染,使用户龙头水的各项水质指标符合《生活饮用水卫生标准》(GB5749-2006)。本文针对深圳市优质饮用水入户工程实施前及改造过程中水质改善状况及“黄水”问题的控制效果开展研究。通过分析用户投诉、水质监测等数据对深圳市供水管网水质问题进行解析。从用户投诉看,供水管网问题主要集中在水压、水质两方面,同时出现两种问题的区域的管网管龄较长,且管道内壁腐蚀严重;其中水质投诉集中在两种情况,一是新管道通水初期出现“黄水”和异味较多,二是老旧管道由于水力条件等变化引起的“黄水”等问题。从水质监测数据发现,出厂水整体较好,4项微生物学指标、13项毒理学指标、2项放射性指标及2项消毒剂常规指标均合格,但耗氧量等个别指标的检测值达到国标限值;17项感官性状和一般化学指标中铝的浓度超标;不同水厂的原水来源及处理工艺的差别对各项指标的影响较为显著。对比出厂水和管网末梢水发现,在管网输送过程中,水质各项指标均有所降低,特别游离余氯的衰减最为迅速;优质饮用水的末端水质比普通自来水有较大提高。针对新管道通水初期水质问题,选择球墨铸铁管、不锈钢管和HDPE管三种新管道作为研究对象,模拟管道通水初期水质变化特征。研究发现,通水25天内,球墨铸铁管内水质变化最显著,其色度在第8天可达到10度,后期降低但仍在4度左右,浊度、pH和TOC同时升高,游离余氯降低最显著,电导率始终高于0.15 mS/cm;不锈钢管和HDPE管内水质变化一致,初期变化明显,后期逐渐稳定。不同管材内壁微观结构的变化差异显著,球墨铸铁管内壁由疏松多孔的颗粒状变为致密的不规则立体状;不锈钢管内壁由均匀的组织结构变为大小不均匀的球状;HDPE管内壁初期光滑且穿孔较小,中期穿孔增大,后期粗糙呈鳞片状。各管材内壁元素组成差异较大,球墨铸铁管以O、Ca为主,不锈钢管以Fe、Cr为主,HDPE管以C、O为主。不同管材内水体的微生物种群中的变形菌门(72.82%~86.87%)相对原水(48.45%)均明显增加,但不同管材中各种微生物相对含量差异明显。该研究可以从感官指标方面对新管道通水后的稳定时间进行确定,球墨铸铁管、不锈钢管和HDPE管分别在第20天、第8天和第2天后趋于稳定;同时建议在第8天和第2天分别对球墨铸铁管和不锈钢管进行冲洗。针对老旧管道“黄水”问题,通过实验室模拟不同pH条件下,相同管龄的PP-R管、铜管和镀锌钢管在浸泡过程中金属离子、色度和浑浊度及TOC等变化规律。PP-R管在不同pH条件下的TOC较高,镀锌钢管由于内壁腐蚀严重而导致在不同pH条件下金属离子、色度和浊度远高于PP-R管和铜管,总体上,稳定性顺序为:铜管PP-R管镀锌钢管。通过相关性分析,老旧管道建议pH控制在7.65左右,以保障水质稳定性。深圳市某水厂生产性再矿化技术提高pH有效提高了出厂水的水质稳定性。
【学位单位】：广州大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2018
【中图分类】：TU991.33
【部分图文】：

度为 40 ~100 mg /L（以 CaCO3计），硬度为 100 ~150 mg /L（以 CaCO3计），该水质出厂水化学性质不稳定，进入管网后对金属管道具有较强的腐蚀性，同时引起管壁已成腐蚀产物脱落，进而引发严重的“黄水”问题。为了解决上述问题，同时提高居民龙头水质量，深圳市于 2013 年 6 月正式启动优质饮用水入户工程，明确指出，凡是合《生活饮用水卫生标准》（GB5749-2006）规定的 106 项水质指标的水可称为优质饮水。根据 2013 年印发的《深圳市优质饮用水入户工程实施方案》，深圳市计划五年内成 36 万户居民的改造工程，对居民小区使用的国家明令禁止的供水管材集中进行更改造，使用户龙头水水质达到“新国标”要求，实现优质饮用水入户。如图 1-1 所示， 2016 年已经对 198 个小区 10 万户居民完成了优质饮用水入户工程改造。2017~2018预计投入改造资金 24.6 亿元，预计到 2018 年底，增加 28 万户居民完成优质饮用水入工程改造。2018 年 2 月深圳市印发《深圳市优质饮用水入户工程第二阶段实施方案》，确总体目标，在第一阶段取得良好成绩的基础上，利用三年时间，在 2020 年前全面成剩余小区老旧供水管网改造工程，解决水质“二次污染”和“黄水”问题。本文针优质饮用水工程改造初期，及改造过程中水质改善状况及“黄水”问题的控制效果开研究，旨在保障优质饮用水的供给安全。

图 2-4 2014~2016 年用户对供水管网水质投诉对象统计igure 2-4 Statistics of water quality complaints from customers from 2014 to水质特征解析质状况包括水质合格率和水质稳定性两方面。如果出厂水的合质在管网中受到污染的机会和程度大大增加。如出厂水加氯量细菌、大肠杆菌等微生物大量繁殖，从而影响管网水的水质，余氯对金属管的腐蚀导致静止水中铁锈沉积、结垢，遇水流动”问题。务相关部门在《生活饮用水卫生标准》（GB5749-2006）的基础市的《深圳市生活饮用水水质目标项目及限值》，对深圳市水的出厂水的水质标准做了进一步的严格要求。深圳市各自来水饮用水深度处理技术，使得出厂水的各项指标均达到深圳标准0 200 400 600 800 1000 1200 投诉次数

基于生产数据的供水管网“黄水”控制技术研究6 个自来水厂的处理工艺有所不同，特别在深度处理工艺方面，其中 BJS 和 ML 水厂采用臭氧-生物活性炭工艺（如图 2-5 和 2-6），DC 水厂采用高锰酸钾预处理，但未采用深度处理工艺（如图 2-7），NS 水厂采用臭氧预处理，在滤池和清水池之间增加活性炭滤池的净水工艺（如图 2-8），而 STJ 水厂采用的是活性炭+超滤的深度处理工艺（如图 2-9），DH 水厂采用臭氧预处理，但未采用深度处理的净水工艺（如图 2-10）。不同工艺对出厂水的水质有一定的影响。
【参考文献】

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1 周全;陈汝硕;高红涛;康雅;韩珀;沙净;祝丹丹;沈磊;张垚;;基于模糊综合评价法的城市供水管网黄水风险区域预测及应对措施[J];给水排水;2015年08期

2 赵蓓;李玉仙;王敏;李礼;虞睿;柴文;顾军农;林爱武;;北方某市供水管网对丹江口水适应性预测方法研究[J];给水排水;2015年04期

3 孙俊峰;康雅;;水泥砂浆内衬管通水初期对水质的影响及应对措施[J];中国给水排水;2015年07期

4 王娜;康雅;周全;韩珀;沙净;;南水北调受水城市管网“黄水”影响因素研究[J];供水技术;2015年01期

5 李玉仙;王敏;李礼;赵蓓;虞睿;柴文;顾军农;林爱武;;水源切换条件下管网管垢稳定性和水质腐蚀性判定指标探讨[J];给水排水;2015年02期

6 鲁智礼;宛云杰;石宝友;王刚亮;孙慧芳;顾军农;李玉仙;王东升;;磷硅系复配缓蚀剂对管网铁释放控制的中试研究[J];给水排水;2015年01期

7 周全;康雅;韩珀;沙净;高红涛;张垚;;城市供水管网水源切换模拟及黄水控制措施研究[J];给水排水;2014年11期

8 林爱武;李玉仙;张磊;曹新垲;;给水管网对黄河水源水质的适应性研究[J];中国给水排水;2014年21期

9 米子龙;张晓健;陈超;汪隽;;淡化海水进入市政供水管网的铁稳定性[J];清华大学学报(自然科学版);2014年10期

10 王磊;杨玉龙;李聪;张仪萍;何凯军;;不同磷酸盐在两种水质条件下对铁释放的影响[J];科技通报;2014年09期

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2 靳军涛;再生水管道生物腐蚀及其生物—化学耦合机理研究[D];清华大学;2015年

3 谭浩强;城市供水管网铁释放特性及其风险管理[D];哈尔滨工业大学;2015年

4 齐北萌;供水系统铸铁管材的腐蚀行为及影响因素研究[D];哈尔滨工业大学;2014年

5 董深;基于水质保障的供水系统智能优化技术研究[D];青岛理工大学;2014年

6 王洋;给水管网铁稳定性特性及控制技术研究[D];清华大学;2009年

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2 刘恋;再生水中球墨铸铁和PE管材生物膜及腐蚀特性研究[D];北京建筑大学;2016年

3 王立友;典型供水金属管材电化学腐蚀及对水质影响的研究[D];哈尔滨工业大学;2015年

4 刘轲;水力条件变化对管网生物膜稳定性影响的研究[D];浙江工业大学;2015年

5 阮利红;消毒剂与管材的相互作用及其对水质的影响[D];湖南大学;2014年

6 韩文滔;供水管网中铁细菌对管道腐蚀机理的研究[D];哈尔滨工业大学;2014年

7 孟珊;石灰石滤池的再矿化和过滤性能试验研究[D];湖南大学;2013年

8 尚修竹;城市供水系统水质变化对供水管网管道腐蚀影响的研究[D];西安建筑科技大学;2013年

9 徐菲菲;济南市给水系统水质化学稳定性研究[D];山东建筑大学;2013年

10 施银焕;M市供水管网余氯衰减模型的建立与校正研究[D];沈阳建筑大学;2013年

本文编号：2868663