管材对输配水氯化消毒过程水质变化的影响
文献类型：学位论文
| 作者 | 李波 |
| 学位类别 | 博士 |
| 答辩日期 | 2007-06-01 |
| 授予单位 | 中国科学院研究生院 |
| 授予地点 | 北京 |
| 导师 | 曲久辉 |
| 关键词 | 管材 铜管 腐蚀 消毒副产物 余氯 THMs HAAs. Pipe material Copper pipe Corrosion disinfection by-products Residual chlorine HAAs |
| 其他题名 | Effects of water pipe materials on water quality in distribution systems during chlorine disinfection |
| 学位专业 | 环境科学 |
| 中文摘要 | 经供水厂处理后的饮用水中往往含有一定浓度的消毒剂，以抑制水传输过程 中细菌的繁殖。当采用氯作为消毒剂时，氯与管道管壁接触可能发生化学反应， 尤其是当输送管道为金属材质时，这种影响不容忽视。本论文针对饮用水加氯消 毒的处理工艺，选取目前饮用水输送过程中常见的四种管材：铜管、PPR 管、不 锈钢管和镀锌管为研究对象，考察了水管管材对水质变化的影响及水质对管壁性 质改变的作用。 为了研究和正确反映水管材质对水质的影响，构建了一套结构简单、运行方 便的动态实验装置。装置经反复改进，消除了各项干扰因素，保证了实验结果的 真实可靠。在此基础上，对市政供水活性氯浓度下四种材质管路中主要水质指标 的变化情况进行了考察。试验证明，各管中水质指标变化趋势基本相同，但是变 化速度各有不同。随着时间增加，各管中均呈现出余氯浓度降低、溶解氧含量减 少、IC 值下降、pH 值升高和金属管中有金属离子溶出等现象。分析表明各项指 标变化相互影响，其中管材对活性氯消耗的影响最为明显。 以活性氯为重点考察对象，研究了不同入水条件下铜管和其他管材中活性氯 的衰减规律。试验证明，铜管中余氯的分解主要受到初始pH 值和活性氯投量的 影响，流速对其也有一定作用。初始pH 值和氯投量对PPR 管、不锈钢管和镀锌 管中余氯分解的影响不大，但是流速的影响较大。针对活性氯对金属管材腐蚀性 较强的特点，重点考察了不同水质和运行条件对铜管和镀锌管中金属离子溶出的 影响。结果表明，pH 和氯投量对其影响较大，流速的增加缩短了最高离子浓度 溶出的时间。臭氧的存在增加了铜管中铜离子的溶出，但使镀锌管中锌离子溶出 降低。 选择铜管和PPR 管作为典型的金属和非金属管材，考察了静置条件下两种管材中氯化消毒副产物的生成情况，并以玻璃管中的生成情况作为空白对照。管 材对消毒副产物(DBPs)的生成影响较大，主要是由于其对活性氯消耗的影响不同 所致。反应初期铜管和PPR 管中的DBPs 均高于玻璃管中的生成量，但是随着活 性氯的消耗，两管中的DBPs 反而低于玻璃管中的生成量。不同pH 条件下，PPR 管和玻璃管中DBPs 的生成规律类似，但是铜管中却明显不同。在所研究的几种 活性氯和溴离子投量下，三种管中DBPs 的生成趋势基本一致，总体上玻璃管和 PPR 管中的生成量相近，铜管中的生成量较低。 为了了解管材对消毒副产物生成的影响，以铜管为研究对象，详细考察了氯 化反应与铜管管壁形貌变化和铜离子溶出的关系，及其对水中消毒副产物生成的 影响。采用XPS、SEM 和EDAX 等方法进行分析，结果显示，经氯化水浸泡后 铜管表面的腐蚀层主要由Cu2O、CuO、Cu(OH)2 或CuCO3 组成。Cu2+、Cu2O 和 CuO 都会影响活性氯的分解。铜管中活性氯的快速消耗主要由铜氧化物引起， Cu2+对活性氯分解的促进作用有限，但对DBPs 的生成和分配产生影响。对于挥 发性氯化消毒副产物THMs 而言，当Cu2+浓度小于2.5 mg L-1 时，随其浓度增加， 对THMs 生成的促进作用加强；当浓度大于2.5 mg L-1 后，随其浓度增加，对 THMs 生成的促进作用减弱。对于非挥发性氯化消毒副产物，如其中最常见的两 种卤乙酸TCAA 和DCAA，随Cu2+浓度增加，TCAA 逐渐降低，DCAA 不断增 加。Cu2O、CuO 在高投量下对TCAA 和DCAA 生成和分配的影响，也是由于铜 离子溶出所致。pH 值会影响可溶性铜离子浓度，进而影响消毒副产物的生成。 |
| 学科主题 | 环境水质学 |
| 语种 | 中文 |
| 公开日期 | 2010-05-25 |
| 源URL | [http://ir.rcees.ac.cn/handle/311016/194]  |
| 专题 | 生态环境研究中心_环境水质学国家重点实验室 |
| 推荐引用方式 GB/T 7714 | 李波. 管材对输配水氯化消毒过程水质变化的影响[D]. 北京. 中国科学院研究生院. 2007. |
入库方式： OAI收割
来源：生态环境研究中心
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