摘要
目前，国内外对饮用水的生物稳定性和化学稳定性已经进行了广泛的研究，但是对新兴的非传统水源的水质稳定性关注还不够。本文根据再生水和海水淡化水的水质特点，分别对再生水的生物稳定性（余氯衰减模型）以及淡化水的化学稳定性（铁的释放速率模型）进行了研究。
首先，通过再生水与饮用水的主体水余氯衰减实验，分析了再生水与饮用水余氯衰减的不同。再生水的余氯衰减分为投氯初期的快速衰减以及随后的慢速衰减两个阶段，两段衰减均为一级反应模型。在此基础上，以再生水输配管网为例，建立了再生水管网余氯衰减模型，模型形式为一级反应动力学方程。通过对模型进行校核，验证了模型的预测效果。在余氯衰减模型的基础上，对二次加氯的优化配置问题做了研究，结论是水厂一次性加氯与管网二次优化加氯相比，优化加氯不论从水质方面还是经济方面都有显著的优越性。
其次，通过实验室搭建的两种管材的管网，对淡化水进入不同管材的旧市政管网后的化学稳定性进行了研究，提出了淡化水作为自来水补充水源的最佳掺混比。通过淡化水静态浸泡实验，研究了pH、碱度、氯离子浓度和硫酸根离子浓度等因素对铁的释放的影响。在此基础上，采用全回归、逐步回归以及主成分分析三种方法建立了铁的释放速率统计模型，经过分析比较，逐步回归从模型精度和意义两方面考虑都具有一定的优势，能够预测铁的释放速率。将该逐步回归模型应用于水质化学稳定性的判断，提出了铁的释放速率判别指数VI。
最后，以EPANET为平台，将再生水的余氯衰减模型和淡化水的铁的释放速率模型分别在实际的再生水管网和实际的淡化水与自来水混配管网上进行考核应用。模拟结果与实测值较吻合，模型具有一定的应用意义。
At present, the researches concerned with drinking water’ chemical stability andbiological stability have been carried extensively worldwide, but the attention paid onthe water quality stability of anti-traditional water source is far from enough. Thispaper studies reclaimed water’s biological stability and desalinated water’s chemicalstability according to the water quality characteristic of reclaimed water anddesalinated water.
Firstly, this paper analyses the differences of residual chorine decay betweenreclaimed water and drinking water through the experiments. The residual chlorinedecay of reclaimed water is divided into two phases: high velocity phage at chlorinefeeding stage and low velocity phage after that, both of which are fist-order reactionmodel. Then, taking a reclaimed water distribution network for example, a residualchlorine decay model is set up, which is first-order reaction kinetics equation. Themodel is verified by monitoring data and the result shows that simulation value hasgood agreement with monitoring data. On the basis of the residual chlorine decaymodel, optimal disinfection is studied and optimizing model of chlorine allocation isestablished which draws a conclusion that the optimal disinfection in distributionnetwork has a remarkable advantage on both water quality and economy comparedwith chlorine dosing only in water supply plant.
Secondly, the desalinated water’s chemical stability after entering different oldmunicipal pipe network is investigated by two pilot systems of two different pipematerials in laboratory. The best mixing ratio of desalinated water and drinking wateris found when desalinated water is used as supplement source of drinking water. Staticexperiments are done to research the effect of water quality factors on iron release.The factors include pH value, alkalinity, chlorine ion and sulphate ion concentrationetc. Therefore, iron release velocity statistic model is built using total regression,stepwise regression and major constituent analysis methods. Stepwise regressionmodel is chosen to forecast the iron release velocity because of its better modelprecision and mechanism significance compared with the other two models.Consequently, stepwise regression model is applied to judge water’s chemical stability and the iron release velocity index VI is put forward.
Finally, the residual chlorine decay model and iron release velocity model isrespectively evaluated and applied in actual reclaimed water distribution network anddesalinated water mixed with drinking water distribution network with EPANET. Theresults show that simulation values have good agreement with monitoring data.Therefore the two models can be used in actual network systems.
引文
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