空氣污染物對供水管網(wǎng)中水質(zhì)的影響研究.pdf

1、本文提出一種造成供水管網(wǎng)水質(zhì)二次污染的新機(jī)制，即空氣中有害污染物通過管道上的進(jìn)排氣閥的進(jìn)氣過程隨空氣一起進(jìn)入配水管網(wǎng)中，對生活飲用水水質(zhì)產(chǎn)生影響。揭示了當(dāng)供水管道中由于邊界條件的改變產(chǎn)生較大負(fù)壓水錘波時，進(jìn)排氣閥會將空氣吸入管道中來緩解管道內(nèi)壓力的持續(xù)下降，但在這個過程中空氣中的有害污染物也隨之進(jìn)入原本認(rèn)為封閉的供水管網(wǎng)中，造成水質(zhì)污染，尤其是直接供給用戶的配水管道水的二次污染，嚴(yán)重威脅用戶的用水安全。
　　文章首先介紹了空氣中對

2、供水水質(zhì)影響較大的污染物，主要有重金屬離子、多環(huán)芳烴、雜環(huán)胺等物質(zhì)，其中多環(huán)芳烴的濃度上限達(dá)到2000ng/m3到4000ng/m3時，如果進(jìn)入供水管網(wǎng)，由于其濃度太高對用戶威脅較大;而空氣中的雜環(huán)胺濃度雖沒多環(huán)芳烴高，但其致癌和致畸性遠(yuǎn)高于多環(huán)芳烴，因此雜環(huán)胺的危害也不容忽視。
　　其次對供水管網(wǎng)的水力特性進(jìn)行分析，當(dāng)供水管網(wǎng)由于邊界條件的改變，在管道中形成直接負(fù)壓水錘波和間接水錘波時，會使管道內(nèi)壓力急劇降低。只通過進(jìn)排氣閥進(jìn)行

3、防護(hù)時，進(jìn)氣量較大，使管道中水流處于不穩(wěn)定狀態(tài)，對供水安全影響較大;只通過單向調(diào)壓塔進(jìn)行防護(hù)時工程造價極高。在供水管網(wǎng)的負(fù)壓水錘防護(hù)中，應(yīng)采用管道前段設(shè)置單向調(diào)壓塔，而后端設(shè)置多個進(jìn)排氣閥的聯(lián)合防護(hù)措施。當(dāng)供水管網(wǎng)正常運(yùn)行時，管網(wǎng)中的水流流態(tài)主要有層流、波狀流和段塞流。在管網(wǎng)的局部位置（如閥門、彎頭等）處會出現(xiàn)氣團(tuán)流、泡沫流和環(huán)狀流，但這三種流態(tài)都是短暫發(fā)生的，是其他流態(tài)的過渡過程。當(dāng)供水管網(wǎng)中水流為層狀流、波狀流和段塞流時，含有進(jìn)氣污

4、染物的水流會穩(wěn)定地向下游管段運(yùn)動。
　　最后對進(jìn)氣污染物濃度進(jìn)行了分析計算，在假設(shè)進(jìn)氣污染物進(jìn)入管道后會與管道內(nèi)水完全混合，并隨水流向下游運(yùn)動的前提下，在進(jìn)氣污染物進(jìn)入管道后只考慮第一個降壓波引起的不同進(jìn)排氣閥處的進(jìn)氣污染物濃度時，可以不考慮通過不同進(jìn)排氣閥進(jìn)入供水管道的污染物的相互影響問題。推導(dǎo)出了管網(wǎng)在不同的情況下進(jìn)氣污染物的濃度計算公式，并分析其運(yùn)動規(guī)律及相互影響。通過實(shí)例計算可以看出當(dāng)空氣中污染物濃度恒定，供水管道中進(jìn)氣污