当前世界环境

介绍

巴士拉是伊拉克南部最大的城市，也是伊拉克面积和人口密度第三大的城市，据2014年估计，其人口约为250万。它是巴士拉省的行政和政治中心，巴士拉是伊拉克的经济首都，也是伊拉克的主要港口。它位于伊拉克南部阿拉伯河西岸。阿拉伯河由底格里斯河和幼发拉底河汇合处组成。该地区的两条河流(Kermat Ali)在巴格达以南375公里的巴士拉市的北部入口汇合。它长约190公里，位于阿拉伯湾的粮农城边缘，是伊拉克南部的最高点。¹本研究的目的是评估巴士拉的饮用水质量和HWTP的效率，因为阿拉伯河是巴士拉的主要和唯一水源。安全饮用水是健康的基本要求，也是一项基本人权。在世界许多地方，淡水已经是一种有限的资源，在下个世纪，由于人口增长、城市化和气候变化，淡水将变得更加有限。²水质取决于其物理，化学品和生物学特性。除了溶解的固体之外，水还含有杂质，并且这些杂质通常被移除或减少到某些限度以使水饮用。杂质的百分比取决于使用水的目的。^3,4.饮用水必须是健康和清洁的，因此有必要确定允许在其中的杂质的浓度。它必须不含污染物，不会造成损害、疾病或痛苦，而且味道好，没有异味。⁵它还必须符合包括世界卫生组织(世卫组织)在内的卫生组织要求的某些标准。^6、7这些标准是一般的，不是绝对的，可能根据当地情况和治疗费用而有所不同。水的净化过程是利用沉淀和过滤装置去除突出的杂质进行的。在伊拉克，一般来说，大多数饮用水净化厂都装有砂过滤器。在沉淀和过滤之后，氯化是该工艺的最后阶段。^8、9

饮用水的纯化在消除许多细菌方面发挥着重要作用。水是许多疾病和寄生虫传播的快速方式，以及一些疾病的生命周期的重要组成部分，因为谁报告了发展中国家的80％的人类伤害必须做的水污染。^10、11、12评估治疗植物效率的兴趣不应限于仅适用于国内使用的传统特征，但还应包括注意人类病原体的有毒化学品。^7日13任何治疗厂的质量或低效率都可能是由于两个原因：首先，在这些站中进行的过程的问题及其进行水净化和灭菌的能力;其次，在这些植物中工作的人的表现。¹⁴

该研究基于一套物理和化学性质的研究;检查浊度，pH，总溶解固体（TDS），电导率（EC），总悬浮固体（TSS）和镁，硝酸盐和硫酸盐的值。将这些值与伊拉克标准进行比较，以及谁规范，以评估HWTP的性能和效率，这是巴斯拉市加工饮用水的最大站点之一，并设计为5000米的生产能力^3./小时。

以前在Gas Al-Shamp公司水处理厂进行了一项研究。该研究旨在通过测试其原水和处理水的物理和化学特性，然后将结果与伊拉克饮用水标准的特征进行比较来评估植物的效率。该研究表明，该植物对浊度和清除TSS有效。结果似乎表明，TDS，总硬度（Th），EC，氯化物（Cl）和硫酸盐的值在伊拉克饮用水标准的原料和处理水中的限制范围内。结果还表明（pH）值在絮凝材料方面不在合适的范围内。原料和处理过的水的氟化物值低，标准值较低。¹⁵另一项研究是在Al-Qubbah净水厂项目进行的，目的是研究其效率，然后提出建议以帮助改进它。因此，研究小组对船用饮用水净化装置进行了研究，结果表明，该装置工作效率很高，操作系统正在开发中。¹⁶另一项研究是在巴格达的Al-Wahda水处理厂进行的，该厂包括两个水处理项目。旧项目于1942年完成，新项目于1959年完成。它的容量是75000米^3./天。本研究旨在评估Al-Wahda水处理厂的性能，方法是测量新项目中沉淀池和过滤池的去除效率，并注意该站所遇到的问题。¹⁷另一项研究评估了2016年12月至2017年7月在伊拉克巴格达市的两个饮用水处理厂。每个工厂选择了三个地点，分别代表沉淀池、过滤池和氯化后的最后阶段。分析了水质的17个理化参数。结果表明，两个处理厂的饮用水水质参数值存在差异。此外，存在的细菌数量大于允许的限度，表明在净化过程中存在缺陷。¹⁸

材料和方法

研究区

研究区位于纬度30°38'53.71“N和经度47°44'51.98”之间，如图1所示。哈尔塔市位于巴斯拉省北部，位于Shatt的东岸 -阿拉伯河。在北部，它是由QURNA区和南部界边的，它受到巴拉省中心的边界。Shatt Al-Arab River是世界上最大的河流系统之一。它起源于Kermat-Ali的底格里斯和幼牙河流的汇合（巴斯拉州北左右约70公里），它也构成了一个三角洲，然后在粮农组织城市附近的阿拉伯海湾（大约90公里）．^1日19哈尔塔市人口普查显示2009年有80,875名居民。地理区域是418公里²．统一巴士拉水项目是哈尔塔镇饮用水分配的最大项目之一。该项目于1973年奠基，从1976年开始实施和运行。该厂的水处理采用传统方法，预计总处理能力为5000立方米。工厂的水源是阿拉伯河，该项目为市中心和几个社区提供水源。

图1:研究区地图(HWTP) 点击这里查看图

工厂的部分：

HWTP由几个阶段组成，如图2所示:

1. 进口：这是电站的第一部分，水从阿拉伯河直接进入电站。入口包含一个二次部分，在此期间，明矾被添加到杀菌目的．
2. 添加明矾:明矾是按照水浊度的比例加入的:如果浊度为20ppm，每25立方米的水加入100-150千克明矾，但如果浊度增加到60ppm，则加入300千克明矾．
3. 沉积盆地:该站有四个大小和形状相同的沉积盆地:每个盆地高9米，直径30米，底座15米。每个盆的容量是1000立方米。根据项目维护计划，可以使用潜水器、工人用小型撇油器进行手动清洗或机械清洗。它们应该每六个月清洗一次，但每次都根据可能的时间进行清洗。
4. 明矾发酵盆:明矾发酵罐的存在是必要的，以确保突出的沉淀物沉积在盆的底部，然后丢弃。每个盆的容量为27立方米，明矾是根据水的浊度比例添加的。
5. 过滤器：这个工厂有20个过滤器。有必要定期清洗过滤器，以获得更高的水纯度和更低的浊度。过滤器每天清洗十次;每个过滤器需要30分钟，每天总共5个小时的过滤清洗。Hartha厂的砂滤池在10年前(2004-2014年)就已经关闭，这也影响了该站的效率．
6. 过滤网络:使用混凝土过滤器。这些网格存在于过滤器内。一个过滤器包含80管的过滤网络，意为一侧包含20个管。它在过滤器内部的功能是压缩空气移动砂的孔，使得空气从侧面沿着管子的小孔出来，因此沙子破碎并穿过小孔。大孔的直径为7mm以与空气出来，孔与其他30米之间的距离是净水．
7. 特殊通道后的盆地:有一个特殊的通道，水通过消毒池和过滤器，导致溢出．
8. 溢出：在车站末端的一个小运河，多余的水将留下该车站．
9. 泵:该站有12个泵:其中6个用于巴士拉市中心，3个用于哈塔市，3个用于清洗过滤器(反向泵送)。

图2显示了HWTP的各个部分 点击这里查看图

收集的样本

在2017年12月至2018年3月，在塑料瓶中收集了化学和物理检查的塑料瓶中，该塑料瓶中收集了含量为500毫升的塑料瓶中。从植物纯化的每个阶段收集样品，从原始中收集样品水（河水）从站到水（自来水）。在不同深度（1.5,3,4.5,6,7.5m）和一定时间（在上午8:00）添加沉淀盆地之前取出样品。这被认为是零小时。然后，将明矾加入到水中，并在不同时间的相同深度中取出样品：从虚拟零小时的一个，两到三个小时。在12月15日1月的1月15日至16°C，2月15日至17°C，在15-17°C和3月在17-20°C下，在深色塑料瓶中进行实验室测试，以三种样品的速度为14-16°C。一个月，每个样本有三个重复。使用标准取样方法。使用国际公司制造的设备和材料保存，分析和测试样品。^20.pH和TDS用pH计(EXTECH - EC500)测量，浊度用浊度计(Turbi Direct - Lovibond)测量，EC用电导率计(WTW - Cond 3110)测量，TSS用重量法(SMEWW5520D)测量，用分光光度计(BIOTECH - UV-2601)测定硫酸盐和硝酸盐。

沉积盆地的效率

采用沉积理论来解释一般沉积盆地的效率，这使得当颗粒置于小于其密度的液体中时，它加速到正常速度，因此等于浸没体的重量摩擦力，导致沉积。²¹从理论上讲，沉积速度取决于球形颗粒的直径，可以用斯托克斯定律来计算。在实际应用中，很难确定球形颗粒的大小、重量和形状。因此，沉降程度计算如下:

得到原水悬浮物质的浓度(C₀)，在一定时间内从沉淀柱装置中取样，计算悬浮物质的浓度(C₁C₂,……C_n)，在沉积盆地的不同深度(H₁H₂,……H_n)(见图3)。因此，沉降速度大于(V₁= H₁/ T₁)，其余粒子的速度小于V₁．因此，颗粒物的百分比(X₁)，沉降速度小于V₁可以从等式中找到（x₁= C₁/ C₀）.通过对不同时间段的重新采样，可以绘制出悬浮物质的特性图(见图4)。^21日,22日沉淀池的去除效率计算公式如下:

地点:

Q:流入沉淀池的流量。

答:沉积盆地的横截面积。

VS0：表示沉降速度（mm / sec）。

X₀:是曲线上对应速度的值(VS0）.

方程(1)中的积分极限表示图4中图表的阴影面积，可以用Simpson理论或Newton-Raphson定理计算，也可以用图的近似计算。^21日,22日

图3显示了沉降柱的不同深度 点击这里查看图

图4:悬浮物质的曲线分布 点击这里查看图

过滤器的效率

工厂中使用的过滤器是Quicks和过滤器。顶部过滤层的孔（其中砂质粗糙）具有大型，促进颗粒和杂质进入过滤器的渗透性。因此，过滤效率增加了消除杂质的能力，这有利于水的过滤具有高浊度。

水杀菌过程(消毒)的效率

当估计水灭菌过程的效率时，已知过滤不能有效地工作以除去小于一个微米的细菌和小规模病毒。因此，Quicks和过滤器在还原细菌方面不会产生良好的水。因此，需要添加氯气去除细菌。²¹杀菌剂的程度取决于最初鉴定的细菌的数量。因此，将清洁的效率提供为已从已经存在的细菌数量杀死的细菌数量的百分比。杀菌的细菌取决于几个相互关联的因素：例如，消毒剂渗透活细胞的效率，消毒剂的数量和胚芽的数量和类型和类型。美国水标准状态如果含有琼脂环境上的菜肴的含量估计的含量小于100微米的细菌，水是安全的，则含有少于100微米的细菌。谁建议在100毫升中不超过50个细胞。

结果

沉降效率

不同深度、不同时间的沉淀池样品以及每个样品中剩余悬浮固体的浓度如表1所示。然后计算悬浮物质的去除速度和百分比，如表2所示。

表1沉积盆地样品TSS浓度

深度（m）	TSS(毫克/升)
	建立时间（HR）
	0	1	2	3.
1．5	145.	71.	81.	91.
3.	145.	55.	61.	66.
4.5	145.	47.	42.	46.
6	145.	31.	36.	39.
7．5	145.	21	27	33.

表2显示了速度和计算悬浮固体的去除百分比

深度(毫米)	时间(秒)	速度(毫米/秒)	去除固体	去除百分比（％）
1500	3600	0.417	0.49	51.
1500	7200	0.208	0.55	45.
1500	10800	0.139	0.62	38.
3000	3600	0.833	0.38	62.
3000	7200	0.417	0.42	58.
3000	10800	0.278	0.45	55.
4500	3600	1．25	0.32	68.
4500	7200	0.625	0.29	71.
4500	10800	0.417	0.32	68.
6000	3600	1.667	0.21	79.
6000	7200	0.833	0.25	75.
6000	10800	0.556	0.27	73.
7500	3600	2.083	0.14	86.
7500	7200	1.042	0.18	82.
7500	10800	0.694	0.22	78.

_{（一个盆地）}=总流量/流量沉积盆地

Q = 5000/4= 1250米^3./人力资源

Q = 0.347 m^3./秒

图5:剩余悬浮材料的弯曲分布 点击这里查看图

过滤器的效率

为了计算滤波器的效率，我们使用公式3，如下所示:

灭菌效率

为了计算杀菌池的效率，我们使用公式4，如下所示:

图6表示在研究期间原水、进入过滤器的水和处理过的水的细菌制备。我们发现所有情况下的细菌数量都很大，这意味着在杀菌池中添加氯的过程做得不正确，我们发现杀菌池的效率很低，在27-50%之间。

图6:细菌总数 点击这里查看图

水质

以下是河水(阿拉伯河)、饮用水(处理)的实验室结果，以及物理、化学和细菌水质评估的值。

图7表示pH值。原水pH值为6.9，处理水pH值为6.95。我们注意到pH值几乎是恒定的，在伊拉克是在允许的限度内，根据世界卫生组织(见表3)，注意到pH值是受添加明矾和氯的水的影响。

图7：显示了HWTP中pH值的变化 点击这里查看图

图8代表了在研究期间原水和处理水的浊度。原水的浊度值是54.5 NTU，并且在通过工厂的通道期间，该值降低，直至其达到处理水的12.8 NTU。然而，浊度的价值高于伊拉克和世卫组织的允许限制（见表3）。

图8显示了在HWTP中浊度值的变化 点击这里查看图

图9为研究期间原水和处理水的TDS。原水和处理水的TDS高于伊拉克标准和世界卫生组织的允许限值(低于500 mg/l)，见表3。由此我们得出结论，TDS值与来自河流的水的浑浊度成正比。

图9:显示了在HWTP中TDS浓度的变化 点击这里查看图

图10为研究期间原水和处理水的EC值。原水和处理水的EC均高于伊拉克标准和WHO允许的限值(小于1000µS/cm)，见表3。

图10:显示了HWTP中EC值的变化 点击这里查看图

图11为研究期间原水和处理水的TSS。原水的TSS值为145 mg/l，在通过装置的过程中TSS值开始下降，直到处理水达到65 mg/l。然而，TSS值高于伊拉克和世界卫生组织的允许限值(见表3)。

图12是研究期间镁、硝酸盐和硫酸盐的浓度。对原水、处理水进行了测定，并计算了去除率。原水的镁浓度为145 mg/l，处理水的镁浓度为34 mg/l;原水硝酸盐浓度为3.4 mg/l，处理水为3.1 mg/l;原水的硫酸盐浓度为375 mg/l，处理水的硫酸盐浓度为368 mg/l。所有这些值都低于伊拉克和世界卫生组织的允许限值(见表3)。

图11显示了在HWTP中TSS浓度的变化 点击这里查看图

图12：水参数的去除效率图 点击这里查看图

表3：根据世界卫生组织和伊拉克标准确定饮用水⁶

材料	谁	伊拉克的标准	HWTP处理的水	单位
pH值	6.5 - 8.5	6.5 - 8.6	6.95	---
浊度	5	5	12．8	ntu.
TDS	500 - 1000	1500	5200	毫克/升
EC.	1000	1000	7750	µs /厘米
TSS	0	0	65.	毫克/升
镁	150.	150.	34.	毫克/升
硫酸	200 - 400	400	368	毫克/升
硝酸	50.	50.	3．1	毫克/升

讨论

结果表明，处理过的水具有与原水相同的性质;换句话说，研究的站单元没有显示出去除污染物的预期效率。这证实了不同的站单元不表现良好。基于这一事实，电台看起来像一系列的水通道单位。处理过的水的质量没有从进入车站的水改变。沉降盆地的效率为57％，这非常低。假设沉积盆地的去除效率将在70-90％之间，然而，根据柱沉降实验，它为57％。这是由于维护不同单位未经定期执行，因为执行维护，这需要停止站。还观察到一些椎间目，例如停留在沉降盆地中的洗涤器。差的性能也是由于未能以4g / m的速率调节加入到快速混合盆地的明矾溶液的剂量^3.当浊度小于或等于5 ntu时或仅在早晨操作中添加明矾解决方案时，不得添加。因此，水进入装载高浓度的悬浮污染物的过滤器单元，导致过滤器的效率降低。附加额外，过滤介质（沙子）在过去三年内没有改变，并且没有调节过滤器的洗涤。此外，可以看出，杀灭细菌的方法在灭菌盆地中不起作用，因为从过滤器出来的水具有高总数的细菌（见图6），因此灭菌盆地的效率非常低，范围从27〜50％，当它应该在90到100％之间。站的不同单位不表现良好。因此，在去除悬浮材料时，植物的总效率是55.1％（参见图12），其非常低，因为它应该单独去除沉积物盆中的70-90％的悬浮材料。

此外，由于缺乏对混凝和絮凝机理的准确认识，缺乏对化学混凝的重要性的认识，添加化学品的过程也不能有效地进行。这可能会增加悬浮固体的过滤阻力;换句话说，过滤器去除和保留悬浮固体的能力较差。其他问题包括通风和沉淀池缺乏长期维护，在沉淀池中观察到地衣漂浮。

结论

众所周知，任何水处理厂的目的都是生产健康的、可安全饮用的、可口的和适合家庭使用的水，例如做饭和准备食物的水。在这项研究中，通过计算沉淀池、过滤池和消毒池的效率，以及从工厂(处理)流出的水的质量，并将其与世界卫生组织和伊拉克的标准限制进行比较，发现HWTP不能有效地处理水。

建议

• 植物所有阶段的一般技术维护并不时维护，以便最新的时间不超过一个月，并确保提供给植物的明矾和氯的有效性并清洁沉降盆地。
• 为植物提供实验室，用于物理，化学和生物学测试，并每天在所有治疗阶段进行水进行测试，以确保按照国际健康标准的水资源。除了将车站与装置提供以确定明矾剂量（罐试验）以确定评估的药物剂量和河水的浊度程度。
• 在本文中测量不测量的其他水质参数的浓度例如。铜，化学需氧量（COD），以及总有机碳浓度（TOC）。
• 更换过滤单元的砂粒，使砂粒直径、均匀系数和层厚的颗粒梯度均按标准设计参数进行。
• 研究人员建议水的细菌学测试。

承认

作者非常感谢南方技术大学、巴士拉工程技术学院和环境与污染工程系在研究过程中提供的必要设施和帮助。

资金

作者(s)没有获得研究、作者身份和/或发表本文的财政支持。

的利益冲突

作者之间没有任何利益冲突。

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