粉末活性炭在原水输水渠道中输移的模拟研究

A辑第29卷第6期2014年11月水动力学研究与进展CHINESEJOURNALOFHYDRODYNAMICSVo1．29,No．6Nov．，2014DOI：10．3969~．issnl000-4874．2014．06．014粉末活性炭在原水输水渠道中输移的模拟研究术尹海龙，(1．同济大学环境科学与工程学院，上海李新建200092，Email：yinhailong@tongji．edu．cn)摘要t在原水输水管渠中投加粉末活性炭，对污染原水进行预处理，已经成为水源地突发污染事故条件下的应急处理技术手段。该文提出了粉炭在原水渠道中输移的数学模型及其解析解，并采用环形水槽试验手段确定了粉炭的动态沉降参数；以上海市黄浦江上游的原水输水管渠(>40km)为研究对象，模拟了不同水流条件下竹炭沿输水渠道的浓度分布，确定了满足粉炭吸附效能的临界水流条件。研究结果表明：①竹炭动态沉降与水流条件有关，与粉炭起始投加浓度(<30mg／L)无关；②竹炭沉降的临界水流剪切力为0．35Pa，最大沉降速率为6．2x1Om／s；③研究对象中临界水流条件为日供水量达到峰值水量的40％以上。该研究建立的相关数学模型和物理模型试验方法，对基于原水输水渠道突发污染事故条件下城市应急供水方案论证，具有借鉴意义。关键词：粉末活性炭；原水输水管渠；输移；沉降；临界水流条件中圈分类号：TV142．1；X507文献标识码：AModelingofpowderedactivatedcarbontransportinrawwateraqueductYINHai—long，LIXin-jian(1．SchoolofEnvironmentalScienceandEngineering，TongjiUniversity,Shanghai200092，China)Abstract：Powderedactivatedcarbon(PAC)hasprovedtobeawidelyusedmaterialfortheremovalofwaterpollutants．Inrecentyears，toensureci够’Sdrinkingwatersupplyunderpotentialsuddenwatersourcepollution，PACinjectionintolawwateraqueducttoutilizeprolongedPACcontacttimeinwater,isfocused．ThispaperpresentsamathematicalmodelanditsanalyticalsolutionforPACtransportinrawwateraqueduct，andthemodelingparameter(i．e．，dynamicPACdepostionrate)isascertainedusingrotatingcircularflumeexperiment．Thedevelopedmodelisappliedintosimulatingbamboolcharcoalconcentrationalong收稿日期：2014—09-24(2014—11-05修改藕)基金项目：国家自然科学基金项目fl1102137)作者简介：尹海龙(1976一)，男，山东烟台人，博士，副教授．Received：September24，2014(RefisedNovember5，2014)Projeetsupportedbyfoundation：SupportedbytheNationNaturalScienceFoundationofChina(11102137)Biography：YINHai-long(1976-)，Male，Ph．D．，AssociateProfessor．734水动力学研究与进展A辑2014年第6期thewateraqueductinoneofthedrinkingwatersupplyaqueductforShanghai，linkingsourcesintheHuangpuRiverwithmunicipaldrinkingwatertreatmentplants，andthereforethecriticalwaterflowingpatterntoobtainPACeficiencyisprovided．Itisconcludedthat：1)dynamicPACdepositiondependsonflowingpa~ern，butirrelevanttoinitialPACdose(1essthan30mg／Lusually)；2、themaximumbamboocharcoaldepositionrateis6．2x104m／sunderstillwate