| 题名 | 给水管网铸铁管腐蚀层结构特征及其对水源切换适应性的研究 |
| 作者 | 杨帆 |
| 学位类别 | 博士 |
| 答辩日期 | 2012-05 |
| 授予单位 | 中国科学院研究生院 |
| 授予地点 | 北京 |
| 导师 | 王东升,刘会娟 |
| 关键词 | 水源切换 给水管网 腐蚀层特征 铁释放 焦磷酸测序技术 Source water switch drinking water distribution system corrosion scale characteriscs iron release Pyrosequencing |
| 其他题名 | Characteristics of iron corrosion scales in dinking water distribution systems and their adaptability to source water switch |
| 学位专业 | 环境工程 |
| 中文摘要 | 进入给水管网的水质特征和管壁腐蚀产物层（管垢）特征对管网水质稳定性有着非常重要的影响。当管网进水水质发生突然改变时，可能由于铁腐蚀产物释放增加而导致管网“黄水”的发生。本文首先系统地研究了不同水源水质条件下管网铁腐蚀产物的形貌结构和物理化学特征。密布发达的瘤状垢以及由瘤状垢衍生而形成的厚腐蚀垢层多见于通地表水水源的管段上。而薄腐蚀层和由垢下腐蚀形成的中空瘤状垢多见于通地下水水源的管段上。具有不同通水历史腐蚀垢层的Fe3O4/α-FeOOH 比值（M/G）变化很大，M/G 比值是腐蚀程度和管垢生长成熟程度的标志。通地表水管段的M/G 比值大于通地下水管段，管垢呈明显的分层结构，并存在致密稳定的外壳层，同时其腐蚀产物中菱铁矿、绿锈和总铁含量较高，表明此类管垢处于活跃的腐蚀阶段。通地下水管道的腐蚀产物没有明显的分层特征，且不稳定铁氧化物γ-FeOOH，β-FeOOH 和无定形铁氧化物的含量较高。管壁腐蚀垢层样品中主要的无机污染物是Br 和重金属，通地下水管段腐蚀垢层样品中Br，Ti，Ba，Cu，Sr，V，Cr，La，Pb 和As 含量较高。 对具有不同通水历史的管段进行水源切换实验，研究管网模拟系统的水质稳定性、管垢特征变化和管垢中微生物种群变化。原通地表水管模拟系统铁的释放水平较低，仅在长时间停滞和消毒剂初始浓度降低的情况下铁的释放升高，水流恢复后，铁的释放迅速降低。水源切换为高拉森指数水后，通地表水管段铁的释放不会相应升高，且腐蚀垢层中腐蚀产物更趋于稳定。通地下水和混合水源模拟系统在水源切换期铁的释放显著升高。 基于16SrRNA 焦磷酸高通量测序结果表明管垢中微生物优势种属主要有产小分子酸供给碳源的菌属，参与铁元素循环，硫元循环和氮元循环的菌属。另外，还检测到抗氯消毒剂性能强的菌属，病原菌和耐抗菌属等。具有不同通水历史的管段管垢微生物种群变化和模拟系统水中微生物种群的变化随着系统水质和水力条件的变化而改变。水源切换期，通地下水和混合水源管管垢中硫酸盐氧化菌（SOB）和硫酸盐还原菌(SRB)的消失可能是管网水质不稳定的原因。 响应面实验结果表明：硫酸根，碱度和余氯浓度是影响管垢铁释放性能的主要因素。通地下水源管段管垢中含有大量γ-FeOOH、FeCO3、磁铁矿和无定形铁氧化物，又缺乏厚而坚硬的硬壳层保护，管垢稳定性较差。这种类型管垢铁释放程度的大小与水质条件密切相关。采用氯胺消毒的管段反应器铁稳定性较好。 |
| 公开日期 | 2014-05-09 |
| 内容类型 | 学位论文 |
| 源URL | [http://ir.rcees.ac.cn/handle/311016/7212]  |
| 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 | 杨帆. 给水管网铸铁管腐蚀层结构特征及其对水源切换适应性的研究[D]. 北京. 中国科学院研究生院. 2012. |
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