淡化海水并网供水的管网铁释放控制技术研究

淡化海水由于具有较强的侵蚀性,并网供水后会对既有供水管网造成严重的铁释放现象和黄水问题。为了有效地控制管网铁释放,利用管段模拟反应器,定量研究了调节pH值、碱度、硬度和投加缓蚀剂对管网铁释放的控制效果。研究发现,提高pH值、增加碱度和硬度、投加磷酸盐缓蚀剂均可使淡化海水并网供水后造成的管网铁释放量明显降低。由此初步确定了控制淡化海水进入供水管网造成铁过量释放所需满足的水质条件为:管网水的pH值在7.70以上,碱度>80 mg/L,硬度>80 mg/L;必要时可选择投加0.25～0.50 mg/L的聚磷酸盐缓蚀剂。     

低pH低碱度水源水引起供水管网黄水的控制措施

针对我国南方水源水低pH值、低碱度水质特征引起供水管网"黄水"问题的控制技术开展了系统研究,确定了管网水pH调节技术和余氯保持技术为经济可行的控制措施。研究结果表明,提高管网水pH值对铁释放具有明显的控制作用,且总铁释放量与pH值呈现出显著负相关性。采用Ca(OH)2调节管网水pH值对铁释放的控制效果略优于NaOH,分析原因是投加Ca(OH)2在提高管网水pH值的同时增加了管网水的硬度,有利于管垢稳定性。保持管网水较高的余氯浓度对管网铁释放具有一定的控制作用。     

水质变化对某市供水管网中铁释放的影响及控制作用研究

为研究某市供水管网中铁释放的控制技术措施,对管龄为20~30年的灰口铸铁管内壁的腐蚀瘤进行分析,主要组成物质为Fe_3O_4和FeOOH;利用实验室管段动态模拟反应器,选择腐蚀较严重的铸铁管进行浸泡试验,定量分析了水中无机化学水质参数的变化对水中铁释放能力的影响,并推导出该市管网铁临界释放速率。试验结果表明:铁释放速率与水中p H值、碱度浓度呈负相关性,与氯离子和硫酸根离子含量呈正相关性。对于此类水体,铁的临界释放速率为0.375mg/(m~2·h),控制铁稳定的条件为pH大于7.5,碱度大于250mg/L,氯离子浓度小于94mg/L,硫酸根离子小于146mg/L。     

模拟管网系统主体水浊度变化规律研究

以氯胺为消毒剂,炭滤后出水为实验用水,通过模拟管网系统中试实验,研究了水力工况、pH值、水温及铁释放对管网主体水浊度变化的影响。结果表明:水力工况、pH值、水温及铁释放对管网水浊度的变化影响显著。随着流速增加,浊度相应增加;水力工况的突然改变是引起浊度上升的主要原因;给水管网长时间以某一流速稳定运行时,部分引起浊度的物质会发生二次沉淀。pH越低,浊度上升速率越快。温度的急剧变化是引起管网水浊度短时期内突然上升的重要原因。相同时间段内,温度变化幅度越大,浊度上升幅度越大。管网水浊度与总铁含量存在一定的线性关系,浊度随总铁含量的增加而升高;铁的释放是导致管网水中色度、浊度等水质指标增加的重要原因。     

调节拉森指数和碳酸钙沉淀势对管网铁释放的影响

拉森指数(LR)和碳酸钙沉淀势(CCPP)是表征管网水质化学稳定性常用的指标,但这两个指标对给水管网铁释放的影响规律和机理目前并不清楚。从实际管网中挖取具有不同通水历史的无内衬铸铁管搭建了4套模拟管网中试装置,以投加不同药剂的方式调节管网进水的LR和CCPP,系统研究了不同水质参数调节方式对管网铁释放行为的影响。结果表明,尽管通过增加硫酸根和氯离子浓度的方式提高LR到同一水平时都会促进管网铁释放,但相同当量的氯离子对铁释放的促进作用明显大于硫酸根。当投加不同药剂提高管网进水的pH值、碱度、钙硬度以达到相同CCPP(17 mg/L)时,管网铁释放表现出较大的差异:投加强碱NaOH改变pH值时,不仅不能有效抑制铁释放反而会有促进作用;投加CaCl_2的方式由于氯离子的引入导致LR升高从而对铁释放有明显的促进作用;投加NaHCO_3、Ca(OH)_2以及Ca(OH)_2和CO_2联用提高CCPP时,由于同时降低了LR,因而对铁释放有明显的抑制作用。研究还发现,钙离子的实际沉淀量与CCPP并不直接相关,而与铁释放速率表现出显著的正相关性。     

地下水供水区域水源切换腐蚀产物释放控制技术

为了应对水源切换后突发"黄水"的风险,提出对地下水供水区域管段,采用增加消毒剂用量和溶解氧浓度的方式来控制管垢稳定性的技术措施。试验管道中水流状态为白天循环运行,夜晚静止。结果表明,白天循环运行时,未养护管段切换为黄河水源后,出水总铁和浊度在运行15 d之后降至水质标准的规定限值;养护后管段切换水源后,运行5 d后出水总铁0.3 mg/L,浊度1 NTU。但隔夜浸泡后的出水仍然出现浊度、总铁较大幅度升高的现象,水源切换期间应加大管网末梢用户用水量,促进管网水的更新速率。地下水供水区域管段提前养护2个月,也只能减小"黄水"的程度,并不能杜绝"黄水"现象的发生。因此黄河水仍需与其他源水调配使用,控制拉森指数,以降低水源切换时突发"黄水"的风险。     

O3/BAC工艺中炭滤池pH值调节技术的研究

针对采用O3/BAC工艺的某自来水厂中炭滤池出水pH值大幅度降低的现象,根据炭滤池pH值变化的关键因素对其调节技术进行了研究,开发出了活性炭滤料原位酸碱改性技术,并从净水效果和经济性两方面对砂滤池前投加烧碱或石灰进行了对比研究.结果表明:先对活性炭进行烧碱浸泡改性,使其pH值平衡点提高至所需值,再在砂滤池前投加石灰调节待滤水pH值至该平衡点左右,经过炭滤池酸碱缓冲后出水pH值维持在该平衡点处,达到了调节pH值的效果,出水CODMn 、NH3-N、浊度等指标均能达标,且水质硬度从90.7 mg/L增加到了178.4 mg/L,对防止给水管网腐蚀有利.     

丹江口水源对北方某市管网铁释放影响的研究

针对丹江口水库水源调入北方某受水区城市后对管网水质可能造成的影响,开展了初步的模拟管网中试研究。从北方某受水区城市的实际管网中挖取了历史通水水源不同的4个地点的无内衬铸铁管并运输至丹江口中试基地,搭建了4套管网模拟系统,并在水源切换为丹江口水源水后对模拟管网进、出水水质进行了6个月的连续跟踪监测。中试结果表明:丹江口水库水的拉森指数在0.5左右,低于该北方受水城市的地表水但高于其地下水,具有微弱的腐蚀性。水源切换后,原通地下水的管道铁释放量最高,呈现"黄水"现象,切换75 d后逐渐达到稳定,"黄水"现象消失;而原通地表水为主的3套管道系统只在水源切换初期铁释放量较高,约30 d后铁释放趋于稳定并一直维持在较低的水平。管网水的铁释放量与出水浊度存在明显的正相关性。水源切换后伴随总铁释放量的增加,管网出水的pH值、总碱度、总硬度、溶解氧浓度明显降低。不同管道对水源切换响应的差异与其内壁的管垢特征不同有关,长期通地下水的管道内部管垢较薄且无明显分层特征,而长期通地表水的管垢较厚且多呈瘤状分布,具有明显的分层特征。     

pH值和碱度对厌氧折流板反应器运行的影响

为考察pH值和碱度对厌氧折流板反应器(ABR)高效、稳定运行的影响,采用一个有效容积为28 L的4格室ABR反应器处理豆制品废水。ABR反应器运行72 d的结果表明:在启动阶段的前期外加碱液调节进水pH值,使pH值和碱度分别基本稳定在6.0～7.0和1 000～1 300mg/L,运行效果良好。启动45 d时,停止外加碱液对进水pH值进行调节,系统仍稳定运行,但启动阶段出现丙酸浓度缓慢上升现象。在反应器稳定运行阶段,各格室的pH值分别为(4.5～6.0)、(5.5～6.8)、(6.8～7.2)、(7.1～7.3),碱度基本处在1 000～1 400 mg/L,反应器出水的发酵产物含量<100 mg/L(乙酸占90%以上),对COD的去除率保持在90%以上。     

铁碳微电解法预处理炸药生产废水

对炸药生产废水先采用铁碳微电解法进行预处理,其出水再采用加碱混凝曝气法进行处理.最佳处理条件:微电解的pH值为3～4,停留时间为3 h,铁碳比(体积比)为1:1,微电解出水加碱调节pH值至9-10后再曝气混凝沉淀5 h.试验结果表明,系统对COD、硝基苯类化合物、色度的去除率分别为77.8%、70.8%、95.8%.苯胺类化合物的浓度由零升至19.62mg/L,pH值由3.1升至6.9,色度由l200倍降至50倍,达到了预处理的效果.