城市供水管網(wǎng)生物穩(wěn)定性及其影響因素的研究.pdf

1、飲用水同人們的身體健康密切相關(guān)，隨著工業(yè)化的發(fā)展和人們生活水平的提高，水源污染已成為世界范圍內(nèi)普遍關(guān)注的問(wèn)題，人們對(duì)飲用水水質(zhì)的要求也越來(lái)越高。經(jīng)過(guò)水廠凈化處理的出廠水達(dá)到了水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)，但飲用水在供水管網(wǎng)內(nèi)具有一定的停留時(shí)間，水質(zhì)會(huì)發(fā)生變化。服務(wù)年限長(zhǎng)的供水管道內(nèi)壁會(huì)形成腐蝕物，使飲用水受到二次污染，供水管道的衛(wèi)生狀況將直接影響水質(zhì)。本課題采用生物可降解溶解性有機(jī)碳(BDOC)作為評(píng)價(jià)水質(zhì)生物穩(wěn)定性的指標(biāo)，研究供水管網(wǎng)的生物穩(wěn)定性的變化規(guī)

2、律，為供水企業(yè)改善水質(zhì)提供依據(jù)。
　　首先以試驗(yàn)管網(wǎng)為對(duì)象，研究了供水管網(wǎng)中常規(guī)水質(zhì)指標(biāo)和BDOC的變化規(guī)律，并對(duì)常規(guī)水質(zhì)指標(biāo)和BDOC的相關(guān)性進(jìn)行了研究。研究結(jié)果表明，管網(wǎng)水余氯和BDOC呈負(fù)相關(guān)；管網(wǎng)水濁度和BDOC呈正相關(guān)；管網(wǎng)水中鐵濃度和BDOC是正相關(guān)。對(duì)城市供水管網(wǎng)BDOC全年監(jiān)測(cè)的結(jié)果表明：供水管網(wǎng)中BDOC在0.17~1.46mg/L之間；冬季管網(wǎng)水中BDOC濃度沿管線變化趨勢(shì)是緩慢降低之后又上升；夏季水溫較高，出

3、廠水中余氯衰減速率很快，BDOC降低趨勢(shì)比較明顯；春季和秋季供水管網(wǎng)中BDOC變化趨勢(shì)不大。各季節(jié)出廠水中TOC濃度偏高，經(jīng)過(guò)城市供水管網(wǎng)輸送之后，管網(wǎng)水中TOC濃度都有所下降。
　　為了研究飲用水中細(xì)菌之間的種群結(jié)構(gòu)和親緣關(guān)系，應(yīng)用16SrRNA方法對(duì)供水管網(wǎng)中細(xì)菌的多樣性進(jìn)行了研究。對(duì)9種水樣進(jìn)行PCR擴(kuò)增后，獲得的特異擴(kuò)增片斷大小在100~300bp之間；將回收后的片斷擴(kuò)增條帶進(jìn)行測(cè)序，得到17個(gè)測(cè)序結(jié)果，條帶的序列長(zhǎng)度在1

4、92~227bp之間；根據(jù)測(cè)序結(jié)果建立系統(tǒng)進(jìn)化樹(shù)，在一定程度上確定了回收的特異片斷的分類地位。
　　應(yīng)用多元線性回歸和BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)兩種方法建立了供水管網(wǎng)BDOC的預(yù)測(cè)模型，試驗(yàn)了6種神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，最終確定了1個(gè)隱含層，25個(gè)神經(jīng)元的BP網(wǎng)絡(luò)作為最合適的模型結(jié)構(gòu)。經(jīng)過(guò)對(duì)兩種預(yù)測(cè)模型的比較發(fā)現(xiàn)，神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)方法建立的模型對(duì)管網(wǎng)中BDOC的預(yù)測(cè)精度最高，準(zhǔn)確度為82.86％，遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于多元線性逐步回歸預(yù)測(cè)模型的預(yù)測(cè)準(zhǔn)確性(17.14%)。

5、r>　　采用靜態(tài)管段試驗(yàn)和動(dòng)態(tài)模擬管網(wǎng)試驗(yàn)，研究了管網(wǎng)水中 BDOC對(duì)供水管道中生長(zhǎng)環(huán)的影響，BDOC與生長(zhǎng)環(huán)上吸附性細(xì)菌的數(shù)量呈顯著的正相關(guān)關(guān)系，BDOC與管網(wǎng)水中游離性細(xì)菌也是正相關(guān)關(guān)系。應(yīng)用紅外光譜分析生長(zhǎng)環(huán)，得到了有機(jī)物的特征峰，說(shuō)明供水管網(wǎng)中的有機(jī)物質(zhì)沉積在生長(zhǎng)環(huán)上；對(duì)生長(zhǎng)環(huán)進(jìn)行熱重分析，確定了管網(wǎng)水中 BDOC變化值同生長(zhǎng)環(huán)中有機(jī)物含量的正相關(guān)關(guān)系，管網(wǎng)水中BDOC含量越高，管道內(nèi)壁越容易形成生長(zhǎng)環(huán)。
　　對(duì)供水管網(wǎng)中

6、的生長(zhǎng)環(huán)進(jìn)行了物理結(jié)構(gòu)和化學(xué)組成的測(cè)定，3個(gè)生長(zhǎng)環(huán)樣品的比表面積在47~115m2/g，孔容為0.03~0.21cm3/g，說(shuō)明生長(zhǎng)環(huán)內(nèi)部存在著孔隙結(jié)構(gòu)。應(yīng)用掃描電鏡對(duì)生長(zhǎng)環(huán)的微觀形態(tài)進(jìn)行測(cè)試，生長(zhǎng)環(huán)分層清晰，分別為表面粘垢、易脫落的疏松層和致密層。通過(guò) X射線衍射分析，發(fā)現(xiàn)生長(zhǎng)環(huán)的主要成分為針鐵礦(α-FeOOH)、纖鐵礦(γ-FeOOH)及FeS。通過(guò) X射線熒光能譜分析，生長(zhǎng)環(huán)的元素組成主要為O和Fe，還有少量的Si、Al和S。對(duì)