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水源水体及水处理系统中颤蚓生长繁殖与迁移规律

李晓钰  
【摘要】: 水源水体中大量孳生繁殖的颤蚓可以通过其迁移运动进入到水厂,继而由于其较强的穿透能力和对净水消毒剂的强耐受性,可以穿透整个净水工艺进入供水管网,引起公众对水质信心的下降。为有效保障供水水质安全,颤蚓污染风险预测和控制工作势在必行。 本文通过实验室模拟颤蚓在水源水体中的迁移和繁殖,研究了颤蚓的迁移运动方式和温度、DO、底泥性质等环境参数对颤蚓运动迁移的影响,并探讨了温度和DO对颤蚓繁殖的影响,在此基础上,于中试系统中进行了颤蚓在砂滤池的迁移分布研究,其目的在于为水厂颤蚓爆发预测及风险控制提供理论依据。所获得的研究成果如下: (1)迁移是颤蚓扩大其种群分布的主要手段之一,根据迁移发生位置,可分为泥内浅层迁移、泥内深层迁移和浮游迁移三类。温度、DO和底泥性质会对颤蚓底泥内迁移产生影响。温度为22℃,溶解氧为8mg/L比较适宜颤蚓的生长,此时颤蚓总迁移率较小,温度的升高或降低以及溶解氧的降低都将引起颤蚓迁移规模的增加。底泥对迁移的影响主要是由改变颤蚓食物源实现; (2)浮游迁移是导致水厂颤蚓污染的直接原因之一。浮游迁移主要由水流的冲刷作用引起,同时温度和DO也会对浮游迁移产生影响,实验条件下,流速大于5.55mm/s时,颤蚓即可发生浮游迁移,且浮游迁移率随流速的增加而增加;温度和溶解氧的增加均可引起浮游迁移率的降低; (3)颤蚓在砂滤池中的迁移分布表明,砂滤池可以有效拦截颤蚓,其拦截效果与滤料粒径和颤蚓体长有关,滤料粒径越大,颤蚓体长越小,则拦截效果越差;滤池运行条件会对颤蚓在滤池内的迁移分布产生影响,从颤蚓污染控制角度看,滤速不宜超过11.1m/h,过滤周期不宜超过12h,保证一定的反冲洗强度是实现颤蚓彻底去除的关键,25L/s·m2的反冲洗强度下,颤蚓的去除率可达97.7%; (4)温度的增加可以显著提高颤蚓的内禀增长力,缩短种群倍增时间,实验条件下,温度为10℃、20℃和30℃时,颤蚓种群倍增时间分别为38.6d、18.0d和8.6d,表明温度的升高可以促进颤蚓的生长繁殖;DO浓度由8mg/L降至5mg/L,颤蚓种群倍增时间可由11.2d提高至21.7d,继续降低DO浓度至lmg/L,种群倍增时间仅由21.7d提高至25.8d,表明颤蚓在低溶解氧条件下仍能大量生长繁殖。 上述研究表明,由于颤蚓特殊的生活习性,可以在低溶解氧的污染水体中大量生长繁殖,并通过水流冲刷引起的浮游迁移进入水厂,导致颤蚓污染风险,其中温度和溶解氧对颤蚓的生长繁殖和迁移会产生显著影响;砂滤池无法实现对颤蚓的完全拦截,部分颤蚓将穿透滤池进入供水系统,并且砂滤操作条件会影响颤蚓拦截效果。本文研究成果可以为水厂颤蚓污染风险的预测和控制提供相应的理论依据和技术支持。


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