给水管网余氯衰减规律实验研究
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0 1 2 4 6 8 12 16 24 1.16 1.10 1.06 1.04 0.99 0.94 0.84 0.78 0.65
余氯浓度(mg/L）
1.16 1.10 1.06 1.03 0.98 0.92 0.80 0.72 0.56
余氯浓度(mg/L）
1.14 1.08 1.04 0.98 0.90 0.84 0.71 0.58 0.43
三、管网余氯影响因素
水力条件：流速（雷诺数） 水质条件：初始氯浓度、pH值
三、管网余氯影响因素
铸铁管（PVC管） 直径150mm（100mm） 长75m
实验装置图
3.1 流速对管网余氯的影响
不同流速下管网水余氯浓度
时间(h) V=0.10m/s V=0.30m/s V=0.60m/s
余氯浓度(mg/L）
0.15
0.54
0.40
3.3 pH值对管网余氯的影响
不同pH下管网水余氯衰减变化曲线 （初始氯浓度C0=1.20mg/L，流速0.3m/s，DN150铸铁管）
3.3 pH值对管网余氯的影响
衰减系数kw与pH的关系可以表示为：
不同pH下管网水余氯衰减动力学拟合结果
初始pH值 平均pH值 衰减系数k(h-1) 相关系数R2 k-kb(h-1)
0
1 2 4 6 8 12 16 24
0.63
0.58 0.56 0.42 0.33 0.30 0.25 0.12 0.11
1.56
1.42 1.31 1.05 0.83 0.65 0.40 0.25 0.15
3.2 初始氯浓度对管网余氯的影响
不同初始氯浓度下管网水余氯衰减变化曲线 （pH=7.50，流速0.3m/s，DN150铸铁管）
3.3 pH值对管网余氯的影响
不同pH下管网水余氯浓度
时间(h) 0 pH=6.50 余氯浓度(mg/L） 1.20 pH=7.50 余氯浓度(mg/L） 1.18
1
2 4
1.13
1.02 0.84
1.15
1.11 0.99
6
8 12
0.71
0.59 0.39
0.90
0.82 0.69
16
24
0.22
3.2 初始氯浓度对管网余氯的影响
管壁余氯衰减系数kw与初始氯浓度Co之间的关系：
不同初始氯浓度下管网水余氯衰减动力学拟合结 果
初始氯浓度C0(m/L） 0.63 1.56 2.58 衰减系数k(h-1) 0.0644 0.0988 0.1038 相关系数R2 0.9734 0.9832 0.9937 k-kb(h-1) 0.0594 0.0938 0.0988
0.30
0.60 1.00
43200
86400 144000
0.0303
0.0397 0.0539
0.9983
0.9983 0.9967
0.0253
0.0347 0.0489
3.2 初始氯浓度对管网余氯的影响
不同初始氯浓度下管网水余氯浓度
时间(h) C0=0.63 mg/L 余氯浓度(mg/L） C0=1.56 mg/L 余氯浓度(mg/L）
6.50 7.70 8.40
7.00 8.00 8.35
0.0889 0.0461 0.0427
0.9874 0.9988 0.9979
0.0839 0.0411 0.0377
四、管壁余氯衰减系数预测模型
当考虑水力条件(雷诺数Re)、初始氯浓度Co和pH
值三个反应条件对余氯衰减影响时，管壁余氯衰 减系数预测模型可表示为：
给水管网余氯衰减规律实验研究
一、研究背景 二、氯消毒机理 三、管网余氯影响因素
四、管壁余氯衰减系数预测模型
一、研究背景
氯：消毒，杀菌
为了保证管网水质，GB5749-2006规定： 出厂水总余氯在接触120分钟：≥0.5mg／L 在管网末稍：≥0.05mg／L
在一定条件下（水力、水质条件）预测管网余氯具有重要意义
带 入
Ct C0 e
kt
3.1 流速对管网余氯的影响
不同流速下管网水余氯衰减变化曲线 （pH=7.70，初始氯浓度C0=1.15mg/L，铸铁管DNl50）
3.1 流速对管网余氯的影响
流速（雷诺系数）与管壁衰减系数的关系：
不同流速下管网水余氯衰减动力学拟合结果
流速(m/s） 0.10 雷诺数Re 14400 衰减系数k(h1) 0.0233 相关系数 R2 0.9962 k-kb(h-1) 0.0183
二、氯消毒机理
氯与水发生歧化反应： Cl2+H2O HOCl+HCl
次氯酸电离：
HOCl
H++可以用一级动力学模型描述，可以表示为：
dC kC dt
积分，可得：
研究对象
Ct C0 e
kt
C0：初始氯浓度，mg／L； C：t时候氯的浓度，mg／L： K：总衰减系数
余氯浓度(mg/L）
1.16 1.10 1.06 1.03 0.98 0.92 0.80 0.72 0.56
余氯浓度(mg/L）
1.14 1.08 1.04 0.98 0.90 0.84 0.71 0.58 0.43
三、管网余氯影响因素
水力条件：流速（雷诺数） 水质条件：初始氯浓度、pH值
三、管网余氯影响因素
铸铁管（PVC管） 直径150mm（100mm） 长75m
实验装置图
3.1 流速对管网余氯的影响
不同流速下管网水余氯浓度
时间(h) V=0.10m/s V=0.30m/s V=0.60m/s
余氯浓度(mg/L）
0.15
0.54
0.40
3.3 pH值对管网余氯的影响
不同pH下管网水余氯衰减变化曲线 （初始氯浓度C0=1.20mg/L，流速0.3m/s，DN150铸铁管）
3.3 pH值对管网余氯的影响
衰减系数kw与pH的关系可以表示为：
不同pH下管网水余氯衰减动力学拟合结果
初始pH值 平均pH值 衰减系数k(h-1) 相关系数R2 k-kb(h-1)
0
1 2 4 6 8 12 16 24
0.63
0.58 0.56 0.42 0.33 0.30 0.25 0.12 0.11
1.56
1.42 1.31 1.05 0.83 0.65 0.40 0.25 0.15
3.2 初始氯浓度对管网余氯的影响
不同初始氯浓度下管网水余氯衰减变化曲线 （pH=7.50，流速0.3m/s，DN150铸铁管）
3.3 pH值对管网余氯的影响
不同pH下管网水余氯浓度
时间(h) 0 pH=6.50 余氯浓度(mg/L） 1.20 pH=7.50 余氯浓度(mg/L） 1.18
1
2 4
1.13
1.02 0.84
1.15
1.11 0.99
6
8 12
0.71
0.59 0.39
0.90
0.82 0.69
16
24
0.22
3.2 初始氯浓度对管网余氯的影响
管壁余氯衰减系数kw与初始氯浓度Co之间的关系：
不同初始氯浓度下管网水余氯衰减动力学拟合结 果
初始氯浓度C0(m/L） 0.63 1.56 2.58 衰减系数k(h-1) 0.0644 0.0988 0.1038 相关系数R2 0.9734 0.9832 0.9937 k-kb(h-1) 0.0594 0.0938 0.0988
0.30
0.60 1.00
43200
86400 144000
0.0303
0.0397 0.0539
0.9983
0.9983 0.9967
0.0253
0.0347 0.0489
3.2 初始氯浓度对管网余氯的影响
不同初始氯浓度下管网水余氯浓度
时间(h) C0=0.63 mg/L 余氯浓度(mg/L） C0=1.56 mg/L 余氯浓度(mg/L）
6.50 7.70 8.40
7.00 8.00 8.35
0.0889 0.0461 0.0427
0.9874 0.9988 0.9979
0.0839 0.0411 0.0377
四、管壁余氯衰减系数预测模型
当考虑水力条件(雷诺数Re)、初始氯浓度Co和pH
值三个反应条件对余氯衰减影响时，管壁余氯衰 减系数预测模型可表示为：
给水管网余氯衰减规律实验研究
一、研究背景 二、氯消毒机理 三、管网余氯影响因素
四、管壁余氯衰减系数预测模型
一、研究背景
氯：消毒，杀菌
为了保证管网水质，GB5749-2006规定： 出厂水总余氯在接触120分钟：≥0.5mg／L 在管网末稍：≥0.05mg／L
在一定条件下（水力、水质条件）预测管网余氯具有重要意义
带 入
Ct C0 e
kt
3.1 流速对管网余氯的影响
不同流速下管网水余氯衰减变化曲线 （pH=7.70，初始氯浓度C0=1.15mg/L，铸铁管DNl50）
3.1 流速对管网余氯的影响
流速（雷诺系数）与管壁衰减系数的关系：
不同流速下管网水余氯衰减动力学拟合结果
流速(m/s） 0.10 雷诺数Re 14400 衰减系数k(h1) 0.0233 相关系数 R2 0.9962 k-kb(h-1) 0.0183
二、氯消毒机理
氯与水发生歧化反应： Cl2+H2O HOCl+HCl
次氯酸电离：
HOCl
H++可以用一级动力学模型描述，可以表示为：
dC kC dt
积分，可得：
研究对象
Ct C0 e
kt
C0：初始氯浓度，mg／L； C：t时候氯的浓度，mg／L： K：总衰减系数