文档介绍：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
EXPERIMENTAL STUDY ON THE EFFECT OF
HYDRAULIC OPERATION PARAMETERS AND
TEMPERATURE ON WATER QULITY IN WATER
DISTRIBUTION SYSTEMS
丛乐
哈尔滨工业大学
2011 年 6 月
国内图书分类号: 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:2011 年 6 月
授予学位单位:哈尔滨工业大学
Classified Index:
.:626
Dissertation for the Master Degree in Engineering
EXPERIMENTAL STUDY ON THE EFFECT OF
HYDRAULIC OPERATION PARAMETERS AND
TEMPERATURE ON WATER QULITY IN
WATER DISTRIBUTION SYSTEMS
Candidate: Cong Le
Supervisor: Prof. Wu Yuebin
Academic Degree Applied for: Master of Engineering
Specialty: Fluid Dynamics
Affiliation: School of Municipal and
Environmental Engineering
Date of Defense: June, 2011
Degree-Conferring-Institution: Harbin Institute of Technology
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,而水力工况对水质的影
响研究相对较少。本课题自制 BAR(Biological Annular Reactor)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 RNG k 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
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