给水管网水力运行参数及温度对水质影响的实验研究

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1、硕士学位论文给水管网水力运行参数及温度对水质影响的实验研究EXPERIMENTALSTUDYONTHEEFFECTOFHYDRAULICOPERATIONPARAMETERSANDTEMPERATUREONWATERQULITYINWATERDISTRIBUTIONSYSTEMS丛乐哈尔滨工业大学2011年6月国内图书分类号：TU991.33学校代码：10213国际图书分类号：626密级：公开工学硕士学位论文给水管网水力运行参数及温度对水质影响的实验研究硕士研究生：丛乐导师：伍悦滨教授申请学位：工学硕士学科、专业：流体力学所在单位：市政环境工程学院答辩日期

2、：2011年6月授予学位单位：哈尔滨工业大学ClassifiedIndex：TU991.33U.D.C.：626DissertationfortheMasterDegreeinEngineeringEXPERIMENTALSTUDYONTHEEFFECTOFHYDRAULICOPERATIONPARAMETERSANDTEMPERATUREONWATERQULITYINWATERDISTRIBUTIONSYSTEMSCandidate：CongLeSupervisor：Prof.WuYuebinAcademicDegreeAppliedfor：Master

3、ofEngineeringSpecialty：FluidDynamicsAffiliation:SchoolofMunicipalandEnvironmentalEngineeringDateofDefense:June,2011Degree-Conferring-Institution:HarbinInstituteofTechnology哈尔滨工业大学工学硕士学位论文摘要随着生活水平的逐步提高，人们对饮用水水质的要求也越来越高，在大量研究水处理工艺的同时，管网水质研究也开始逐渐受到重视。目前对给水管网水质影响因素的研究大都着重在管材及供水设施方面，而水

4、力工况对水质的影响研究相对较少。本课题自制BAR（BiologicalAnnularReactor）反应器，以实验为主体，研究给水管网中不同的水力条件及温度对管道内水质的影响，结合数值实验对流场进行模拟，确定给水管网水力运行参数及温度对水质的影响规律，为基于水质管理的给水管网运行优化提供了参考依据。本课题应用FLUENT软件提供的RNGk模型模拟反应器内部流场，研究其内部流场细节，阐明载片处的速度分布规律，并分析反应器的流场与实际管道内流体运动的相关性。通过调整BAR反应器电机转速、反应器进出水流速和水浴温度模拟实际管道内流体的不同流速、水力停留时间和

5、环境温度，检测水样的各项水质指标和管壁生物膜的细菌数量，通过实验数据分析，揭示水力运行参数和温度对水质影响的规律。数值模拟结果表明，反应器内水体流过载片的过程与实际管道内水体流经管壁的过程基本一致，从而说明应用BAR反应器能够有效地模拟管道中水流的运动过程。实验研究表明：水中的总有机碳TOC、氨氮NH3-N和余氯随反应器转速的增大而减少，生物膜的细菌数量随反应器转速增大而增多，但当转速增大到一定程度时，膜片上的细菌数量大幅度减少，几乎难以结膜；水中的总有机碳TOC、氨氮NH3-N和余氯随反应器水力停留时间的增大而减少，生物膜的细菌数量随反应器水力停留时间的

6、增大而增多，48h和72h停留时间的水质浊度明显超标，余氯衰减，生物膜的细菌数量急剧增多；环境温度对水中细菌总数的影响较大，对其它指标没有显著的影响，细菌数量随温度升高而增加，温度在20℃~30℃时细菌总数明显增多。因此，为保证用户水质，实际管网运行时应保证具有足够大的流速，使停留时间越短越好，尤其当环境温度超过20℃时，应该加强管网中的水质管理。关键词给水管网水质；水力运行参数；BAR反应器；数值模拟I哈尔滨工业大学工学硕士学位论文AbstractThedrinkingwaterqualitymayhavedecreasedandbeenthelaten

7、tmenacetohumanhealthwiththeincreaseofthelivingstandardinChina.Asalotofworkhasbeendoneaboutthewaterqualitytreatmentprocedures,thestudyofthewaterdistributionsystemiscomingintooureyes.Atpresent,mostoftheresearchersfocustheirattentionontubingandthewaterfacilities;thestudyofthehydrauli

8、cregimeofwater-supplynetworkonthe