一种用于水质腐蚀性判定指数测定的反应器及测定方法技术

本发明专利技术公开了一种用于水质腐蚀性判定指数测定的反应器，包括柱形反应器、搅拌器和多个挂片支撑架，柱形反应器固定在设备基座上，其上部设有上盖；挂片支撑架沿周向均匀固定在柱形反应器内壁上；搅拌器设于柱形反应器内部、通过固定在柱型反应器上盖上的可调速电机带动旋转；柱形反应器外部一侧设有液位计，另一侧下部设有取样口，底部设有放空管；柱形反应器的上盖上设有排气口和氮气进气管，氮气进气管上设有气管开关。本发明专利技术还公开了一种水质腐蚀性判定指数测定方法，包括挂片反应试验、建立铁释放速率模型、提出腐蚀性判定指数三部分。本发明专利技术装置和方法操作简单，装置体积小，能够准确地反映当地不同水质的腐蚀性，易于推广，适用性强。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种给水管网水质化学稳定性判定方法及配套反应器，特别涉及一种 用于控制铁释放的判定水质对给水管网铁质管材腐蚀性的判定方法及配套反应器，属于饮 用水处理

技术介绍
在保证给水厂的出水水质达标的前提下，进一步保证出厂水在市政管网中保持化 学稳定，逐渐成为给水处理领域的研究重点。管网水质不稳定导致的危害最直观的为"黄 水"现象，近几年来，我国的多个地区发生了 "黄水"现象，特别是在水源切换或水力条件发 生变化时，这严重影响城市居民的日常工作生活，及工业企业的正常生产运行。因此，判断 并调节市政供水管网中的水质化学稳定性已成为当代水处理领域的重要课题。 对水质化学稳定性的判定主要依靠水质稳定性判定指标，传统的判定指标主要有 饱和指数（LSI)、稳定指数（RSI)、碳酸钙沉淀势（CCPP)和拉森比率（LR)。其中，LSI和 RSI是基于碳酸钙沉淀来定义的，而该理论没有考虑到水中悬浮杂质和腐蚀产物对结晶的 诱导作用，也没有考虑到天然阻垢剂对结晶成长的阻碍和分散作用；CCPP也只考虑了碳酸 钙溶解和沉淀两个过程，这两个过程中影响较小的因素则忽略不计；LR则只考虑了腐蚀离 子（硫酸根和氯离子）和缓蚀离子（碳酸氢根），没有考虑对管道腐蚀存在影响的钙离子、 硝酸根离子等。 目前，我国正在使用的供水管道主要以铁质管材为主，基于目前主要使用的判定 指标体系存在的缺陷，且没有针对铁质管材提出过相应的判定指标，在判断水质对铁质管 材腐蚀性方面缺乏有效的判定方法。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是针对现有技术的缺陷，提供一种用于水质腐蚀性判 定指数测定的反应器及测定方法，使其能充分考虑各水质指标对管网腐蚀性的影响，使判 定结果更科学、更准确。 为解决这一技术问题，本专利技术提供了一种用于水质腐蚀性判定指数测定的反应 器，包括柱形反应器、搅拌器和多个挂片支撑架，所述柱形反应器底部固定在设备基座上， 其上部设有上盖；所述多个挂片支撑架沿周向均匀固定在柱形反应器内壁上；所述搅拌器 设置于柱形反应器内部、通过固定在柱型反应器上盖上的可调速电机带动旋转；所述柱形 反应器外部一侧设置有液位计，另一侧的下部设有取样口，其底部设有放空管；所述柱形反 应器的上盖上设有排气口和氮气进气管，氮气进气管上设有气管开关。 本专利技术还包括调速器，所述调速器固定在设备底座的立面上、以调节搅拌器的转 速。 所述柱型反应器的内壁、上盖内面以及搅拌器上均涂有惰性涂料。 所述氮气进气管与外部氮气气罐连接。 所述柱型反应器上盖的周边通过固定螺栓连接在柱型反应器上，在上盖与柱形反 应器之间设置橡胶垫圈密封；所述柱型反应器底部焊接有底板。 所述柱型反应器采用不锈钢制成，直径为40cm，高为40cm。 本专利技术还提供了一种水质腐蚀性判定指数测定方法，由挂片反应试验、建立铁释 放速率模型、提出腐蚀性判定指数三部分组成，具体包括如下步骤： 1)进行挂片反应试验，确定试验用水的各水质指标与试验用水中的总铁浓度变 化： a选用当地已服役且生成管垢的供水管道，切割成长约20cm、宽约6cm的若干挂 片，并在挂片外侧和切口处涂上防腐涂料，如环氧树脂； b打开柱型反应器的上盖，将挂片固定于挂片支撑架上，将设定好水质条件的试验 用水倒入柱型反应器中，使液面没过挂片，并读出液位计显示的试验用水体积； c测定试验水质的水质指标，包括pH、总碱度、钙离子、硫酸根、氯化物、硝酸根、溶 解氧、总铁； d安装好柱型反应器的上盖后，打开氮气气罐将柱型反应器上部的剩余空气赶出， 用搅拌器缓慢搅拌； e反应一段时间后，测定试验水中的总铁含量； f改变试验水质条件后，进行多次试验； 2)建立铁释放速率模型： a根据试验测得的总铁浓度变化，计算铁释放速率，计算方法如下： 其中：vFe-铁释放速率，单位：mg/(m2*h); V一试验用水的体积，单位：L ; t一反应时间，单位：h; CFe,t-时间为t时，环状反应器中总铁的含量，单位：mg/L ; CFe, t =。一试验用水中的初始总铁含量，即t = 0时的总铁含量，单位：mg/L; S挂片一试验选用的挂片面积，单位：m2。 b根据多次试验的挂片铁释放速率与各试验水质指标，建立铁释放速率统计模 型： 式中：vFe,t-铁释放平均速率，单位mg/(m 2*h); pH-pH 值； DO-溶解氧，mg/L; Aik一碱度，以 CaC03计，单位：mg/L ; ，，，等一各离子浓度，单位：mg/L ; a, b, c*"h-拟合系数，可正可负； 3)提出腐蚀性判定指数： a根据出厂水中的总铁含量和《生活饮用水卫生标准》（GB5749-2006)中的铁含量 限值，假定最不利水利停留时间为l〇h，计算此条件下的平均铁释放速率； b依据试验结果，计算出10h的平均铁释放速率，并建立10h平均铁释放速率与各 水质指标之间的统计模型。假设l〇h的平均铁释放速率模型为： 令：尔Iv为腐蚀性判定指数，测得 待评价水的各水质指标并带入统计模型，若、值大于平均铁释放速率，则待测水为腐蚀性 水，若、值小于平均铁释放速率，则待测水为稳定性水。 有益效果：本专利技术装置和方法操作简单，便于在实验室研究使用，且装置体积小便 于运输，操作简单，适用于不同特征的给水管网，并能灵活的调整运行参数，适应能力强，能 够准确地反映当地不同水质的腐蚀性，而且研究成果易于推广，适用性强，能为管网安全输 配饮用水提供有效的数据参考。本专利技术用途多样，可用于研究不同水质指标（硫酸根、氯离 子、PH、碱度、硬度等）对铁释放和水质化学稳定性的影响及其控制技术，还可用于研究水 力条件（水流流速）对铁释放和水质化学稳定性的影响。【附图说明】 图1为本专利技术的结构示意图； 图2为本专利技术结构示意俯视图； 图3为本专利技术结构示意仰视图； 图4为本专利技术A-A部剖面图。 图中：1柱型反应器、2底板、3上盖、4可调速电机、5搅拌器、6挂片支撑器、7氮气 进气管、8放空管、9固定螺栓、10橡胶垫圈、11取样口、12液位计、13排气口、14气管开关。【具体实施方式】 下面结合附图及实施例对本专利技术做具体描述。 图1所示为本专利技术的结构示意图。 图2所示为本专利技术结构示意俯视图。 图3所示为本专利技术结构示意仰视图。 图4所示为本专利技术A-A部剖面图。 本专利技术的配套反应器包括柱形当前第1页1 2 3 本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于水质腐蚀性判定指数测定的反应器，其特征在于：包括柱形反应器(1)、搅拌器(5)和多个挂片支撑架(6)，所述柱形反应器(1)底部固定在设备基座上，其上部设有上盖(3)；所述多个挂片支撑架(6)沿周向均匀固定在柱形反应器(1)内壁上；所述搅拌器(5)设置于柱形反应器(1)内部、通过固定在柱型反应器(1)上盖(3)上的可调速电机(4)带动旋转；所述柱形反应器(1)外部一侧设置有液位计(12)，另一侧的下部设有取样口(11)，其底部设有放空管(8)；所述柱形反应器(1)的上盖(3)上设有排气口(13)和氮气进气管(7)，氮气进气管(7)上设有气管开关(14)。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：贾瑞宝，杨晓亮，宋武昌，孙韶华，王冠，
申请(专利权)人：山东省城市供排水水质监测中心，
类型：发明
国别省市：山东;37