[發明專利]一種用于水質腐蝕性判定指數測定的反應器及測定方法

在審

• 申請號: 201510661610.0
• 申請日: 2015-10-14
• 公開（公告）號: CN105203728A
• 公開（公告）日: 2015-12-30
• 發明（設計）人: 賈瑞寶;楊曉亮;宋武昌;孫韶華;王冠
• 申請（專利權）人: 山東省城市供排水水質監測中心
• 主分類號: G01N33/18
• 分類號: G01N33/18
• 代理公司: 濟南誠智商標專利事務所有限公司 37105
• 代理人: 黎明

技術領域

本發明涉及一種給水管網水質化學穩定性判定方法及配套反應器，特別涉及一種用于控制鐵釋放的判定水質對給水管網鐵質管材腐蝕性的判定方法及配套反應器，屬于飲用水處理技術領域。

背景技術

在保證給水廠的出水水質達標的前提下，進一步保證出廠水在市政管網中保持化學穩定，逐漸成為給水處理領域的研究重點。管網水質不穩定導致的危害最直觀的為“黃水”現象，近幾年來，我國的多個地區發生了“黃水”現象，特別是在水源切換或水力條件發生變化時，這嚴重影響城市居民的日常工作生活，及工業企業的正常生產運行。因此，判斷并調節市政供水管網中的水質化學穩定性已成為當代水處理領域的重要課題。

對水質化學穩定性的判定主要依靠水質穩定性判定指標，傳統的判定指標主要有飽和指數(LSI)、穩定指數(RSI)、碳酸鈣沉淀勢(CCPP)和拉森比率(LR)。其中，LSI和RSI是基于碳酸鈣沉淀來定義的，而該理論沒有考慮到水中懸浮雜質和腐蝕產物對結晶的誘導作用，也沒有考慮到天然阻垢劑對結晶成長的阻礙和分散作用；CCPP也只考慮了碳酸鈣溶解和沉淀兩個過程，這兩個過程中影響較小的因素則忽略不計；LR則只考慮了腐蝕離子(硫酸根和氯離子)和緩蝕離子(碳酸氫根)，沒有考慮對管道腐蝕存在影響的鈣離子、硝酸根離子等。

目前，我國正在使用的供水管道主要以鐵質管材為主，基于目前主要使用的判定指標體系存在的缺陷，且沒有針對鐵質管材提出過相應的判定指標，在判斷水質對鐵質管材腐蝕性方面缺乏有效的判定方法。

發明內容

本發明所要解決的技術問題是針對現有技術的缺陷，提供一種用于水質腐蝕性判定指數測定的反應器及測定方法，使其能充分考慮各水質指標對管網腐蝕性的影響，使判定結果更科學、更準確。

為解決這一技術問題，本發明提供了一種用于水質腐蝕性判定指數測定的反應器，包括柱形反應器、攪拌器和多個掛片支撐架，所述柱形反應器底部固定在設備基座上，其上部設有上蓋；所述多個掛片支撐架沿周向均勻固定在柱形反應器內壁上；所述攪拌器設置于柱形反應器內部、通過固定在柱型反應器上蓋上的可調速電機帶動旋轉；所述柱形反應器外部一側設置有液位計，另一側的下部設有取樣口，其底部設有放空管；所述柱形反應器的上蓋上設有排氣口和氮氣進氣管，氮氣進氣管上設有氣管開關。

本發明還包括調速器，所述調速器固定在設備底座的立面上、以調節攪拌器的轉速。

所述柱型反應器的內壁、上蓋內面以及攪拌器上均涂有惰性涂料。

所述氮氣進氣管與外部氮氣氣罐連接。

所述柱型反應器上蓋的周邊通過固定螺栓連接在柱型反應器上，在上蓋與柱形反應器之間設置橡膠墊圈密封；所述柱型反應器底部焊接有底板。

所述柱型反應器采用不銹鋼制成，直徑為40cm，高為40cm。

本發明還提供了一種水質腐蝕性判定指數測定方法，由掛片反應試驗、建立鐵釋放速率模型、提出腐蝕性判定指數三部分組成，具體包括如下步驟：

1)進行掛片反應試驗，確定試驗用水的各水質指標與試驗用水中的總鐵濃度變化：

a選用當地已服役且生成管垢的供水管道，切割成長約20cm、寬約6cm的若干掛片，并在掛片外側和切口處涂上防腐涂料，如環氧樹脂；

b打開柱型反應器的上蓋，將掛片固定于掛片支撐架上，將設定好水質條件的試驗用水倒入柱型反應器中，使液面沒過掛片，并讀出液位計顯示的試驗用水體積；

c測定試驗水質的水質指標，包括pH、總堿度、鈣離子、硫酸根、氯化物、硝酸根、溶解氧、總鐵；

d安裝好柱型反應器的上蓋后，打開氮氣氣罐將柱型反應器上部的剩余空氣趕出，用攪拌器緩慢攪拌；

e反應一段時間后，測定試驗水中的總鐵含量；

f改變試驗水質條件后，進行多次試驗；

2)建立鐵釋放速率模型：

a根據試驗測得的總鐵濃度變化，計算鐵釋放速率，計算方法如下：

其中：v_Fe—鐵釋放速率，單位：mg/(m²*h)；

V—試驗用水的體積，單位：L；

t—反應時間，單位：h；

C_Fe，t—時間為t時，環狀反應器中總鐵的含量，單位：mg/L；

C_Fe，t＝0—試驗用水中的初始總鐵含量，即t＝0時的總鐵含量，單位：mg/L；

S_掛片—試驗選用的掛片面積，單位：m²。