原水输水渠道中粉末活性炭吸附污染物的模拟研究

A辑第30卷第2期2015年3月水动力学研究与进展CHINESEJOURNALOFHYDRODYNAMICSVol_3O．No．2Mar．，2015DOI：10．16076~．cnki．cjhd．2015．02．008原水输水渠道中粉末活性炭吸附污染物的模拟研究术尹海龙，张伦元，蒋文燕2，杜晓丽。(Ii同济大学环境科学与工程学院，上海200092，Email：yinhailong@tongii．edu．cn；2．上海市环境科学研究院，上海200233；3．北京建筑大学环境与能源工程学院。北京100044)摘要：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。本文提出了原水输水渠道中粉末活性炭动态沉降条件下，粉末活性炭一污染物耦合数学模型，以水源地硝基苯浓度超标为例(分别超标2、5和10倍)，模拟了粉炭对硝基苯的吸附净化效果。得出基本结论为：粉炭吸附污染物的效果既与水流条件(实际水流剪应力或供水水量)有关，也与输水渠道的断面水深有关。在相同的粉炭投加浓度条件下，水流剪应力越低，断面水深越低，污染物吸附平衡浓度就越高。当水源地水质严重超标时(超标5—10倍)，应将增加粉末活性炭投加量作为解决方案；而当水源地水质超标不明显时(超标2倍)，可在合理调控供水水量和粉炭投加量的条件下，达到供水水质要求。该研究建立的数学模型，对突发污染事故条件下城市应急供水，具有借鉴意义。关键词：粉末活性炭；水管渠；吸附；硝基苯中图分类号：TV142．1；X507文献标识码：AModelingofpollutantsadsorbedbypowderedactivatedcarboninrawwateraqueductYINHai—long，ZHANGLUN—yuan，JIANGWen—yan2，DUXiao．1i(1．SchoolofEnvironmentalScienceandEngineering，TongjiUniversity,Shanghai200092，China；2．ShanghaiAcademyofEnvironmentalSciences，Shanghai200233，China；3．CollegeofEnvironmentandEnergyEngineering，BeijingArchitectureUniversity,Beijing100044，China)Abstract：Useofpowderedactivatedcarbon(PAC)inrawwatersupplynetworksunderemergencyresponseandrecoveryconditions，hasprovedtobeapromisingmethodfortheremovalofwaterpollutants．ThisstudywasdevelopedacoupledPAC-pollutantremovalmodeltoassessPACadsorptiontopollutantsinrawwateraqueduct，underdynamicPACdepositionto收稿日期：2014．12．10(2015-02．01修改稿)基金项目：国家自然科学基金(11102137)作者简介：尹海龙(1976-)，男，山东烟台人，博士，副教授．通信作者：蒋文燕，Email：iangwy@saes．sh．cnReceived：December10，2014(RevisedFebruary1，2015)Pr0iectsupportedbyfoundation：SuppoSedbytheNationalNaturalScienceFoundaltionofChina11102137)Biography：Y1NHai—long(1976-)，Male，Ph．D．，AssociateProfessor．Corresp0ndingauthor：JIANGWen—yan，Email：jangwy@saes．sh．cn174水动力学研究与进展A辑2015年第2期theaqueductduetolowwaterflow．Withthescenarioofnitrobenzeneconcentrationexceedingapproximate2，5，and10timesofdrinkingwaterstandardasanexample，thenitrobenzeneadsorbedtoPACwithintherawwateraqueductisassessed．Itwasconcludedthatnitrobenzeneremovalwithintheaqueductisrelatedtothewaterflowing