[發(fā)明專利]一種用于水質(zhì)腐蝕性判定指數(shù)測定的反應(yīng)器及測定方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201510661610.0
• 申請日: 2015-10-14
• 公開（公告）號: CN105203728A
• 公開（公告）日: 2015-12-30
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 賈瑞寶;楊曉亮;宋武昌;孫韶華;王冠
• 申請（專利權(quán)）人: 山東省城市供排水水質(zhì)監(jiān)測中心
• 主分類號: G01N33/18
• 分類號: G01N33/18
• 代理公司: 濟(jì)南誠智商標(biāo)專利事務(wù)所有限公司 37105
• 代理人: 黎明

1.一種用于水質(zhì)腐蝕性判定指數(shù)測定的反應(yīng)器，其特征在于：包括柱形反應(yīng)器(1)、攪拌器(5)和多個(gè)掛片支撐架(6)，所述柱形反應(yīng)器(1)底部固定在設(shè)備基座上，其上部設(shè)有上蓋(3)；所述多個(gè)掛片支撐架(6)沿周向均勻固定在柱形反應(yīng)器(1)內(nèi)壁上；所述攪拌器(5)設(shè)置于柱形反應(yīng)器(1)內(nèi)部、通過固定在柱型反應(yīng)器(1)上蓋(3)上的可調(diào)速電機(jī)(4)帶動旋轉(zhuǎn)；所述柱形反應(yīng)器(1)外部一側(cè)設(shè)置有液位計(jì)(12)，另一側(cè)的下部設(shè)有取樣口(11)，其底部設(shè)有放空管(8)；所述柱形反應(yīng)器(1)的上蓋(3)上設(shè)有排氣口(13)和氮?dú)膺M(jìn)氣管(7)，氮?dú)膺M(jìn)氣管(7)上設(shè)有氣管開關(guān)(14)。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于水質(zhì)腐蝕性判定指數(shù)測定的反應(yīng)器，其特征在于：還包括調(diào)速器，所述調(diào)速器固定在設(shè)備底座的立面上、以調(diào)節(jié)攪拌器(5)的轉(zhuǎn)速。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于水質(zhì)腐蝕性判定指數(shù)測定的反應(yīng)器，其特征在于：所述柱型反應(yīng)器(1)的內(nèi)壁、上蓋(3)內(nèi)面以及攪拌器(5)上均涂有惰性涂料。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于水質(zhì)腐蝕性判定指數(shù)測定的反應(yīng)器，其特征在于：所述氮?dú)膺M(jìn)氣管(7)與外部氮?dú)鈿夤捱B接。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于水質(zhì)腐蝕性判定指數(shù)測定的反應(yīng)器，其特征在于：所述柱型反應(yīng)器(1)上蓋(3)的周邊通過固定螺栓(9)連接在柱型反應(yīng)器(1)上，在上蓋(3)與柱形反應(yīng)器(1)之間設(shè)置橡膠墊圈(10)密封；所述柱型反應(yīng)器(1)底部焊接有底板(2)。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于水質(zhì)腐蝕性判定指數(shù)測定的反應(yīng)器，其特征在于：所述柱型反應(yīng)器(1)采用不銹鋼制成，直徑為40cm，高為40cm。

7.一種利用權(quán)利要求1-6任一項(xiàng)所述配套反應(yīng)器進(jìn)行水質(zhì)腐蝕性判定指數(shù)測定方法，其特征在于：由掛片反應(yīng)試驗(yàn)、建立鐵釋放速率模型、提出腐蝕性判定指數(shù)三部分組成，具體包括如下步驟：

1)進(jìn)行掛片反應(yīng)試驗(yàn)，確定試驗(yàn)用水的各水質(zhì)指標(biāo)與試驗(yàn)用水中的總鐵濃度變化：

a選用當(dāng)?shù)匾逊矍疑晒芄傅墓┧艿溃懈畛砷L約20cm、寬約6cm的若干掛片，并在掛片外側(cè)和切口處涂上防腐涂料，如環(huán)氧樹脂；

b打開柱型反應(yīng)器1的上蓋(3)，將掛片固定于掛片支撐架(6)上，將設(shè)定好水質(zhì)條件的試驗(yàn)用水倒入柱型反應(yīng)器(1)中，使液面沒過掛片，并讀出液位計(jì)(12)顯示的試驗(yàn)用水體積；

c測定試驗(yàn)水質(zhì)的水質(zhì)指標(biāo)，包括pH、總堿度、鈣離子、硫酸根、氯化物、硝酸根、溶解氧、總鐵；

d安裝好柱型反應(yīng)器(1)的上蓋(3)后，打開氮?dú)鈿夤迣⒅头磻?yīng)器(1)上部的剩余空氣趕出，用攪拌器(5)緩慢攪拌；

e反應(yīng)一段后，測定試驗(yàn)水中的總鐵含量；

f改變試驗(yàn)水質(zhì)條件后，進(jìn)行多次試驗(yàn)；

2)建立鐵釋放速率模型：

a根據(jù)試驗(yàn)測得的總鐵濃度變化，計(jì)算鐵釋放速率，計(jì)算方法如下：

其中：v_Fe—鐵釋放速率，單位：mg/(m²*h)；

V—試驗(yàn)用水的體積，單位：L；

t—反應(yīng)時(shí)間，單位：h；

C_Fe，t—時(shí)間為t時(shí)，環(huán)狀反應(yīng)器中總鐵的含量，單位：mg/L；

C_Fe，t＝0—試驗(yàn)用水中的初始總鐵含量，即t＝0時(shí)的總鐵含量，單位：mg/L；

S_掛片—試驗(yàn)選用的掛片面積，單位：m²。

b根據(jù)多次試驗(yàn)的掛片鐵釋放速率與各試驗(yàn)水質(zhì)指標(biāo)，建立鐵釋放速率統(tǒng)計(jì)模型：

vFe.t=10a[SO42-]b[Cl-]cDod[NO3-]e[Ca2+]fpHgAlkh]]>

式中：v_Fe，t—鐵釋放平均速率，單位mg/(m2*h)；

pH—pH值；

DO—溶解氧，mg/L；

Alk—堿度，以CaCO3計(jì)，單位：mg/L；

[SO42-]，[Cl-]，[NO3-]，[Ca2+]等—各離子濃度，單位：mg/L；

a,b,c…h(huán)—擬合系數(shù)，可正可負(fù)；

3)提出腐蝕性判定指數(shù)：

a根據(jù)出廠水中的總鐵含量和《生活飲用水衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)》(GB5749-2006)中的鐵含量限值，假定最不利水利停留時(shí)間為10h，計(jì)算此條件下的平均鐵釋放速率；

b依據(jù)試驗(yàn)結(jié)果，計(jì)算出10h的平均鐵釋放速率，并建立10h平均鐵釋放速率與各水質(zhì)指標(biāo)之間的統(tǒng)計(jì)模型。假設(shè)10h的平均鐵釋放速率模型為：

令：稱I_v為腐蝕性判定指數(shù)，測得待評價(jià)水的各水質(zhì)指標(biāo)并帶入統(tǒng)計(jì)模型，若I_v值大于平均鐵釋放速率，則待測水為腐蝕性水，若I_v值小于平均鐵釋放速率，則待測水為穩(wěn)定性水。