城市二次供水水質(zhì)體系評價研究

1、城市二次供水水質(zhì)體系評價研究 1、摘 要 2、緒論 3、實驗條件及常規(guī)水質(zhì)分析 4、小區(qū)二次供水水質(zhì)指標相關(guān)性分析 5、小區(qū)生物穩(wěn)定性預(yù)測模型研究 6、小區(qū)水質(zhì)評價預(yù)警系統(tǒng)開發(fā) 7、改善小區(qū)二次供水水質(zhì)措施 8、結(jié)論 城市小區(qū)二次供水水質(zhì)評價體系研究摘 要 本文針對城市小區(qū)的水質(zhì)狀況進行了詳細的調(diào)研，調(diào)研管段服役年限、居民的用水情況等。調(diào)查詳細資料以便于我們開展監(jiān)測點的布置和采樣確定。在水質(zhì)監(jiān)測過程中我們主要選取了 7 個水質(zhì)指標 ： PH 、 溫度 、 濁度、余氯、TOC 和 BDOC 。重點分析了 7 個指標隨季節(jié)性變化規(guī)律，討論了標波動的原因，利用這些水質(zhì)指標建立相關(guān)的水質(zhì)生物模型。 建

2、立了水質(zhì)指標的相關(guān)性分析模型：用 SPSS 軟件進行統(tǒng)計分析，分析相關(guān)指標的相關(guān)性系數(shù) ， 得出兩種水質(zhì)指標的內(nèi)在相關(guān)性。重點分析 BDOC 和濁度呈正相關(guān)性 、 BDOC 和總鐵呈現(xiàn)正相關(guān)性、BDOC 和自由余氯呈現(xiàn)負相關(guān)性，建立有機污染內(nèi)在相關(guān)性。 建立了 BDOC 預(yù)測模型，采用多元線性回歸模型和 BP 神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)預(yù)測模型。用三層神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，25 個神經(jīng)元的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)進行預(yù)測。建立模型之后進行差分析，比較兩種方法預(yù)測結(jié)果的精度， BP 神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的準確度是 93.42% ， 線回歸的準確度是 82.93%。這樣能夠比較預(yù)測方法優(yōu)劣，便于我們選擇預(yù)測精高的預(yù)測模型進行指導(dǎo)實踐。 以微軟C#語言

3、和SQLserver 2008 數(shù)據(jù)水質(zhì)進行評價，開發(fā)出了水質(zhì)評價的預(yù)警饋調(diào)節(jié)，便于我們對水質(zhì)的狀況進行跟蹤行全面的分析。 解決二次供水污染問題在我們現(xiàn)實生活中具有重要的意義，本研究針對飲用水二次供水污染問題提出相關(guān)的對策。城市小區(qū)二次供水水質(zhì)評價體系研究緒緒 論論 2006 年 12 月 29 日最新頒布的生活飲用水水質(zhì)衛(wèi)生規(guī)范 ，對我們工業(yè)生產(chǎn)和日常生活中的水質(zhì)標準進行了明確規(guī)定，雖然給水處理廠的出水都符合了國家規(guī)定的衛(wèi)生標準，但是飲用水在大中城市經(jīng)過很長的管道才能到達用戶 ，很多情況下水廠至用戶給水管線長度可達幾十千米。管網(wǎng)末梢的用戶很多情況下水力停留時間在幾十小時以上，這樣飲用水在管道

4、中和管道中物質(zhì)發(fā)生了反應(yīng)染日益嚴重，所以生活飲用水的二次污染也很嚴重。 主要原因是水源的水即使經(jīng)過常規(guī)工藝處理，但是還是可能存在微量有機污染物，這一系列的有機物在給水管網(wǎng)輸水過程中不可避免的發(fā)生物理化學(xué)等變化，最終的結(jié)果是導(dǎo)致水質(zhì)惡化，在管道中形成了水質(zhì)的二次污染。另一方面由于水中的有機物的存在和細菌大量的滋生，使得管網(wǎng)中的余氯濃度也迅速衰減，以至于很多管網(wǎng)末梢的余氯基本是零狀態(tài)，所以解決二次供水水質(zhì)污染的問題對我們生活和生產(chǎn)具有重要的意義 。城市小區(qū)二次供水水質(zhì)評價體系研究1.7 本文主要研究內(nèi)容由于二次供水水質(zhì)的影響因素極其復(fù)雜，所以本文重點研究如下方面： 1、分析二次供水水質(zhì)污染的原因：

5、查閱資料，查找影響二次供水水質(zhì)的主要水質(zhì)指標 （物理、化學(xué)和生物指標），分析每種指標在具體情況下對水質(zhì)的影響，重點對管網(wǎng)中的污染指標進行分析。 2、建立統(tǒng)計分析模型：用 SPSS 軟件首先進行相關(guān)性分析，分析水質(zhì)指標的相關(guān)性， 這樣監(jiān)測時候可以減少一些指標監(jiān)測，降低了工作量。 3、建立預(yù)測模型：對細菌的總數(shù)進行預(yù)測，主要采用回歸模型，神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)比較二個模型的預(yù)測結(jié)果準確度，同時對模型進行反復(fù)校核，最終用于指導(dǎo)實踐。 4、用 C# 語言和 SQL server 2008 數(shù)據(jù)庫來開發(fā)了小區(qū)預(yù)警系統(tǒng)，這個系統(tǒng)主要要根據(jù)水質(zhì)的監(jiān)測信息及時評價水質(zhì)狀況，最終對水質(zhì)問題故障點進行及時反饋。 5、提出控制二

6、次供水系統(tǒng)水質(zhì)的保障方案，使用戶水質(zhì)指標達標。城市小區(qū)二次供水水質(zhì)評價體系研究論文研究步驟城市小區(qū)二次供水水質(zhì)評價體系研究實驗條件及常規(guī)水質(zhì)分析實驗條件及常規(guī)水質(zhì)分析 實驗區(qū)域選擇（包括地區(qū)，小區(qū)） 本文選擇東北城市某小區(qū)進行研究2.水樣監(jiān)測點位置的選擇原則二泵站 ： 二泵站出水口設(shè)立監(jiān)測點 ， 獲取二次供水首要監(jiān)測信息 ， 以便于我們能夠和管網(wǎng)末梢水質(zhì)比較，初步判定管網(wǎng)中水質(zhì)情況。 管網(wǎng)末梢：管網(wǎng)末梢的監(jiān)測能整體反映整個管網(wǎng)水質(zhì)的重要信息，尤其是余氯的濃度。所以對管網(wǎng)末梢監(jiān)測是控制整個管網(wǎng)的樞紐，管網(wǎng)末梢水質(zhì)能夠反映整個管網(wǎng)水質(zhì)變化情況。其它節(jié)點：對水質(zhì)要求較高，用水量較大，交叉管段等設(shè)立一

7、系列節(jié)點3.試驗中選擇的監(jiān)測指標 選取了 7 項水質(zhì)指標作為監(jiān)測指標：溫度（T ）、PH 、濁度（TUR ）、自由余氯（FRC）、總鐵（Fe ）、總有機碳（TOC ）、生物溶解性有機碳（BDOC ）。城市小區(qū)二次供水水質(zhì)評價體系研究城市小區(qū)二次供水水質(zhì)評價體系研究實驗條件及常規(guī)水質(zhì)分析實驗條件及常規(guī)水質(zhì)分析4.水樣的采集與保存 取樣前先將水龍頭打開到水流量最大 5-8 分鐘，將積累在給水管道中的污染物放出，并且將水龍頭用酒精燈灼燒 2-3 分鐘，這樣避免水龍頭由于細菌等微生物的污染 ，影響生物指標測定的準確性 ，并將取樣器用水龍頭的水沖洗 2- 3次，取樣瓶中的雜物沖出，之后根據(jù)分析測試所需體

8、積進行取樣。能及時分析的水樣進行快速分析，不能及時分析的水樣在 4 攝氏度下保存在冰箱中。5.管網(wǎng)水質(zhì)指標監(jiān)測數(shù)據(jù) 主要討論影響水質(zhì)的相關(guān)一系列指標，針對每個指標的季節(jié)性周期變化規(guī)律進行分析，同時也對影響水質(zhì)指標的主要因素進行討論，分析影響二次供水水質(zhì)出問題的關(guān)鍵所在，這樣我們能夠?qū)λ|(zhì)問題有清晰的認識，這樣我們也能更好在后幾章中建立模型來進一步分析。城市小區(qū)二次供水水質(zhì)評價體系研究城市小區(qū)二次供水水質(zhì)評價體系研究 表中得出結(jié)論：給水管網(wǎng)中水溫隨著季節(jié)呈現(xiàn)周期變化， 9 月和 10份的溫度分別是 18.2 和 16.4 ， 在 12 月和 1 月是冬季 ， 溫度分別是 8.9 和8 ，所以明顯

9、冬季管網(wǎng)水溫低，夏季水溫較高，但是水溫不是呈現(xiàn)明顯的波動。本章小結(jié)本章小結(jié)討論了溫度、 PH 、濁度、自由余氯、鐵、 TOC 和 BDOC 的變化規(guī)律： 溫度：伴隨季節(jié)呈現(xiàn)周期性規(guī)律明顯。 9 月和 10 月份的溫度分別是 18.2 和 16.4 ，在 12 月和 1 月是冬季，溫度分別是 8.9 和 8 。pH ： 7 個監(jiān)測點之間 PH 波動范圍較小， PH 在 7.93-7.32 之間，對生活飲用水一般指標不會有太大影響。 濁度：管網(wǎng)水中的濁度隨著季節(jié)性呈現(xiàn)周期性變化。 9 月溫度較高，從監(jiān)測點 1# 到監(jiān)測點 7# ，濁度從 1.2NTU 上升到 1.6NTU ，然而我們也能明顯的看到

10、，濁度在 1 月份 7 個監(jiān)測點都保持在 1NTU 以下。 自由余氯：在二泵站的入口處自由余氯含量最高是平均值0.18mg/L左右，最大值是0.24mg/L 然而在管網(wǎng)末梢的自由余氯的濃度是平均值 0.03mg/L 。 總鐵：溫度高水中的鐵的含量高，7號監(jiān)測點在9月份鐵的含量達到了0.42mg/L，超過國家飲用水衛(wèi)生標準 的 0.3mg/L，9月份鐵的平均值都在 0.2mg/L，含量也仍然較高 然而 在 1 月份水溫較低，水中鐵的含量較低，基本都在0.2m/L以下。有機碳：TOC在二泵站的入水口處值較高達到了6.25mg/L，隨著水在管網(wǎng)中流動，TOC逐漸降在管網(wǎng)末梢TOC的含量已經(jīng)下降到4.

11、25mg/L 。城市小區(qū)二次供水水質(zhì)評價體系研究小區(qū)二次供水水質(zhì)指標相關(guān)性分析小區(qū)二次供水水質(zhì)指標相關(guān)性分析1. .相關(guān)性基本原理 對于取樣本資料，觀測 p 個變量為X1,X2Xp其中 n 個取樣品的數(shù)據(jù)資料矩陣是相關(guān)性分析是把 p 個樣本變量整合成 p 個綜合變量，即城市小區(qū)二次供水水質(zhì)評價體系研究A叫系數(shù)矩陣相關(guān)性分析的計算步驟 圖 3-1 到圖 3-7 ： PH 、溫度、濁度、 TOC 、總鐵、 BDOC 和余氯 7 個水質(zhì)指標相關(guān)性圖形表述：圖 3-7 TOC 和其它指標的相關(guān)性由圖 3-1 到 3-7 得到的結(jié)論是： 溫度和 PH 呈現(xiàn)正相關(guān)性，相關(guān)系數(shù) 0.674 。溫度和 BDO

12、C 、濁度、總鐵 、自由余氯和 TOC 呈現(xiàn)負相關(guān)。其中溫度和自由余氯相關(guān)系數(shù)是 -0.947 ，證明溫度高自由余氯衰減速度快，在同等消毒效果情況下，高溫消毒過程中比在溫度低消耗更多的氯。所以指示水處理廠出水時候在夏季應(yīng)該加大水中的自由余氯量，冬季可以適當?shù)臏p少消毒劑余氯的量。 BDOC 和自由余氯相關(guān)系數(shù)是 -0.723 ， 自由余氯增加消毒效果好 ，細菌活動鈍化，細菌分解有機污染物能力下降 ，所以 TOC 消耗的比較少 ， 呈現(xiàn)明顯的線性關(guān)系。 濁度和鐵呈現(xiàn)正相關(guān)性 ，相關(guān)系數(shù)是 0.873 ；原因是鐵的增加主要是由于鐵細菌腐蝕管道，管道中鐵的含量增加，導(dǎo)致飲用水的濁度增加，另一方面細菌增

13、加管道產(chǎn)生生長環(huán)，輸水能力下降 ，對管道沖刷作用小，管道中水流速度小，導(dǎo)致水力停留時間長，管道中污染物淤積。水質(zhì)指標的相關(guān)性分析水質(zhì)指標的相關(guān)性分析3.5.1 BDOC 和濁度相關(guān)性分析 圖 3-8 得出結(jié)論是：管網(wǎng)中的 BDOC和管網(wǎng)中水濁度呈現(xiàn)正相關(guān)性，在監(jiān)測點 4 中 BDOC 和濁度的相關(guān)性最大，相關(guān)系數(shù)是 0.629，而且在監(jiān)測點 6 中的相關(guān)系數(shù)是 0.442 ，也呈現(xiàn)顯著相關(guān)。城市小區(qū)二次供水水質(zhì)評價體系研究水質(zhì)指標的相關(guān)性分析水質(zhì)指標的相關(guān)性分析 圖 3-9 中我們可以得出結(jié)論：管網(wǎng)水中鐵的濃度和 BDOC 的濃度呈線性相關(guān)性 。在 7 個監(jiān)測點都能得到相同的結(jié)論 。主要原因是

14、管網(wǎng)中 BDOC 的值越高，說明管網(wǎng)生物穩(wěn)定性差，導(dǎo)致細菌的大量滋生，由 BDOC 和濁度圖得出結(jié)論 ：細菌有了載體，消毒效果不佳，細菌大量活動的同時對管網(wǎng)造成腐蝕，腐蝕的結(jié)果是管網(wǎng)中鐵的濃度增加，這樣形成生長環(huán)之后，細菌在生長環(huán)中能夠更好的生長，這樣相互促進的關(guān)系使得管網(wǎng)腐蝕更加嚴重，結(jié)果用戶可能接到黃色的或者紅色的飲用水。城市小區(qū)二次供水水質(zhì)評價體系研究水質(zhì)指標的相關(guān)性分析水質(zhì)指標的相關(guān)性分析 圖3-10得到結(jié)論 ：7 個監(jiān)測點管網(wǎng)水中余氯和 BDOC 呈現(xiàn)負相關(guān)性 。自由性余氯在管網(wǎng)末梢的含量低，BDOC 的值就高，生物穩(wěn)定性就差。在進水口由于余氯的含量高，BDOC 的值就低，生物穩(wěn)定性

15、就較好。BDOC 的值越高就是細菌活動性增強 ，證明余氯的含量低，由于消毒效果不佳所導(dǎo)致的 。在 1 號點。余氯和 BDOC 明顯的線性相關(guān) ，在中間的監(jiān)測點主要是細菌和余氯雙重結(jié)果控制。城市小區(qū)二次供水水質(zhì)評價體系研究小小 結(jié)結(jié)（1）7 個監(jiān)測點的管網(wǎng)水中余氯和 BDOC 呈現(xiàn)負相關(guān)性，自由余氯在管網(wǎng)末梢的含量低， BDOC 的值就高，生物穩(wěn)定性就差。在進水口由于余氯的含量高， BDOC 的值就低，生物穩(wěn)定性就較好。BDOC 的值越高就是細菌活動性增強，證明余氯的含量低，由于消毒效果不好所導(dǎo)致。BDOC 和濁度的指標呈現(xiàn)明顯的正相關(guān)，BDOC 和管網(wǎng)水中鐵濃度正相關(guān)，BDOC 和管網(wǎng)水中余氯呈現(xiàn)負相關(guān)。（2）1# 是二泵站的入口點，溫度和 BDOC 的相關(guān)系數(shù)是