空氣污染物對供水管網(wǎng)中水質(zhì)的影響研究

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1、空氣污染物對供水管網(wǎng)中水質(zhì)的影響研究-->第一章文獻(xiàn)綜述與選題背景1.1選題背景及意義隨著科學(xué)的進(jìn)步和經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展，人們對生活水平的要求也不斷升高，再加上近年來多次發(fā)生供水管網(wǎng)水質(zhì)二次污染的事件，用戶對供水水質(zhì)提出了新的合理要求，隨著《生活飲用水衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)》(GB5749-2006)的實(shí)施，對供水水質(zhì)的指標(biāo)結(jié)構(gòu)和指標(biāo)限制提出新的要求[1]。在新的標(biāo)準(zhǔn)中尤其對水中有機(jī)污染物的含量提出了新的要求。而現(xiàn)階段的供水工程中，只是在凈水廠出水時(shí)對各項(xiàng)指標(biāo)進(jìn)行每日不少于一次的檢測，當(dāng)水進(jìn)入配水管網(wǎng)時(shí)，只要求每月不少于兩次的檢測，而且只針對渾濁度、色度、臭和味、余氯、

2、細(xì)菌總數(shù)、總大腸菌群等指標(biāo)[2]。飲用水在凈水廠經(jīng)過處理后，出水水質(zhì)可以達(dá)到國家生活飲用水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)。而當(dāng)飲用水通過供水管網(wǎng)到達(dá)用戶時(shí)，供水水質(zhì)可能會發(fā)生改變。尤其是現(xiàn)在城市一般都采取較為龐大的統(tǒng)一供水管網(wǎng)，造成一般管網(wǎng)的最遠(yuǎn)點(diǎn)用戶離凈水廠的距離較遠(yuǎn)，這樣凈水廠的達(dá)標(biāo)水會在管網(wǎng)中停留較長時(shí)間，會與周圍環(huán)境發(fā)生各種反應(yīng)和物質(zhì)交換，極有可能造成供水管網(wǎng)水質(zhì)的二次污染[3]。大部分的學(xué)者一直只關(guān)注管網(wǎng)本身對水質(zhì)污染，往往忽略了管網(wǎng)周圍空氣環(huán)境對輸配水管道的污染。這是由于人們往往認(rèn)為輸配水管網(wǎng)是一個(gè)閉式系統(tǒng)，而事實(shí)是供水管網(wǎng)不完全是一個(gè)閉式系統(tǒng)。在供水管網(wǎng)中由于邊

3、界條件的改變會出現(xiàn)負(fù)壓水錘波，使得管道中壓力降低，為防止管道中壓力過度降低，在管道上安裝的進(jìn)排氣閥會通過進(jìn)氣過程來緩解管道內(nèi)壓力的持續(xù)降低。而在這個(gè)過程中空氣中的有害污染物會隨空氣一起進(jìn)入人們認(rèn)為的封閉的供水管網(wǎng)中。隨著空氣質(zhì)量的持續(xù)下降，尤其是空氣中致癌、致畸的持續(xù)性有機(jī)污染物增多對管網(wǎng)水質(zhì)影響較大，嚴(yán)重威脅用戶安全?！?1.2國內(nèi)外研究現(xiàn)狀供水管網(wǎng)主要是指城市的輸配水管網(wǎng)，由水源到凈水廠的這段管道為輸水管線，由凈水廠到用戶的這段管道為配水管網(wǎng)。凈水廠一般通過混凝—沉淀—過濾—消毒等一系列凈水工藝去除水中的各種污染物，使得凈水廠出水達(dá)標(biāo)。通過出水

4、加氯，保證管網(wǎng)末梢的余氯濃度，抑制配水管網(wǎng)中微生物數(shù)量的快速增長[4]。在實(shí)際運(yùn)行中由于一個(gè)城市的配水管網(wǎng)往往由多個(gè)凈水廠同時(shí)供水，而由于管網(wǎng)的聯(lián)通性，造成一處水廠的出水水質(zhì)會影響到整個(gè)配水管網(wǎng)；在北方等地，冬天氣溫較低時(shí)，凈水廠的原水經(jīng)常會出現(xiàn)低溫低濁水的情況，而這類水質(zhì)較難處理，可能會出現(xiàn)出水不達(dá)標(biāo)情況。這兩個(gè)原因造成在配水管網(wǎng)中水源性的污染問題[5]。現(xiàn)在城市的配水管網(wǎng)一般都較為復(fù)雜，經(jīng)常出現(xiàn)幾十甚至上百個(gè)環(huán)的統(tǒng)一供水管網(wǎng)，這樣凈水廠的出水需要較長時(shí)間才能到達(dá)管網(wǎng)的最遠(yuǎn)點(diǎn)用戶，這個(gè)時(shí)間甚至?xí)_(dá)到數(shù)天的時(shí)間。配水管網(wǎng)中由凈水廠帶來得微生物，管網(wǎng)原有

5、的微生物及在運(yùn)行過程中管網(wǎng)漏損及管網(wǎng)中進(jìn)排氣閥等途徑進(jìn)入配水管網(wǎng)的微生物會在管網(wǎng)中增長。再加上配水管網(wǎng)中水的停留時(shí)間較長，給微生物的繁殖提供了足夠的時(shí)間，可能導(dǎo)致用戶處水質(zhì)已經(jīng)超出飲用水衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)。而在我國很多城市的配水管網(wǎng)中的水質(zhì)屬于生物不穩(wěn)定水質(zhì)[6]。而管壁上長年存在的水垢、腐蝕瘤等都會對用戶水質(zhì)產(chǎn)生影響[7]。對于配水管網(wǎng)，在正常運(yùn)行時(shí)，根據(jù)用戶用水量來調(diào)節(jié)二級泵站的供水量，實(shí)現(xiàn)供需平衡。滿足用戶對水量和壓力的要求。而在配水管網(wǎng)對水的輸送環(huán)節(jié)則很難對管網(wǎng)中水質(zhì)實(shí)現(xiàn)調(diào)節(jié)控制，唯一的方法就是調(diào)節(jié)管網(wǎng)末梢的余氯濃度。而管網(wǎng)較大時(shí)末梢余氯濃度的增大會使凈

6、水廠出水處的用戶的余氯極大，對其產(chǎn)生危害，因此通過余氯來控制水質(zhì)的措施時(shí)有限的。因此對配水管網(wǎng)中水質(zhì)沒有有效的處理措施，對管網(wǎng)水質(zhì)的控制稱為較大難題，應(yīng)避免一切污染物進(jìn)入配水管網(wǎng)的途徑[8]?！?.第二章空氣污染物對供水水質(zhì)影響2.1空氣污染物的組成由于人類活動以及自然界不斷向空氣中排放各種物質(zhì)，當(dāng)這些物質(zhì)的含量超過了正常水平時(shí)就會對人類和生態(tài)環(huán)境產(chǎn)生不良影響，這些物質(zhì)即為空氣中的污染物?？諝馕廴疚锔鶕?jù)其存在狀態(tài)不同，可分為氣態(tài)污染物和顆粒物[14]。氣態(tài)污染物主要有:二氧化硫、氮氧化物等?？諝忸w粒物按空氣動力學(xué)直徑可分為:TSP（總懸浮顆粒物：指

7、空氣動力學(xué)直徑小于100μm的空氣顆粒物）、PM10（可吸入顆粒物：指空氣動力學(xué)直徑小于10μm的空氣顆粒物）、PM2.5（飄塵：指空氣動力學(xué)直徑小于2.5μm的空氣顆粒物）和超細(xì)顆粒物[15-17]。空氣中的氣態(tài)污染物主要有含硫化合物（SO2、H2S、SO3）、含碳化合物（CO、CO2、有機(jī)碳?xì)浠衔?、氧烴類）、含氮化合物（N2O、NO、NO2）、含鹵素化合物（有機(jī)的鹵代烴、無機(jī)的氯化物、氟化物）等。其中SO2、H2S、NO、CO、CO2等直接排放的污染物屬于一次污染物[18]；SO3、H2SO4、NO2、醛類、酮類、酸類等由一次污染物之間或一次污染

8、物與空氣原有成分之間發(fā)生正常反應(yīng)或光化學(xué)反應(yīng)而產(chǎn)生的新污染物屬于二次污染物，其一般比一次污染物