一種測定原位模擬水源切換條件下管網(wǎng)水質的方法
【專利摘要】本發(fā)明提供了一種測定原位模擬水源切換條件下管網(wǎng)水質的方法，本方法通過對供水系統(tǒng)的所選管段進行分離處理，得到所述供水系統(tǒng)的用于試驗的原位試驗管段，然后在原位試驗管段上進行試驗，對供水系統(tǒng)的本地水及對待切換的用于置換本地水的置換水的水質檢測，得到水源切換下水質參數(shù)的變化結果。本發(fā)明的方法在現(xiàn)役管道上對部分管段做分離處理，不需要將試驗管道全部挖出，不僅減少開挖工作量、改造成本低、對限制挖掘地段的管段仍能試驗，而且避免管段的移動，對管道內(nèi)的現(xiàn)有的物理、化學和微生物系統(tǒng)的影響小，所得試驗數(shù)據(jù)能充分模擬在水源切換條件下現(xiàn)役管道內(nèi)水質變化的情況，對預測水源切換條件下供水管網(wǎng)水質穩(wěn)定性具有十分重要的指導意義。
【專利說明】一種測定原位模擬水源切換條件下管網(wǎng)水質的方法

【技術領域】
[0001] 本發(fā)明屬于飲用水處理中的管網(wǎng)安全輸配領域，尤其涉及一種測定原位模擬水源 切換條件下管網(wǎng)水質的方法。

【背景技術】
[0002] 隨著社會和經(jīng)濟的發(fā)展，人們對于水資源特別是飲用水資源的需求日益增加。飲 用水水質的保障一直是供水行業(yè)普遍關注的熱點，保障飲用水的安全需要綜合考慮從水源 地到用戶龍頭的整個系統(tǒng)，其中管網(wǎng)輸配是供水過程的一個關鍵環(huán)節(jié)，水質在管網(wǎng)輸配過 程中的穩(wěn)定性決定用戶端水質的優(yōu)劣。
[0003] 供水管網(wǎng)在長期運行過程中，由于腐蝕、沉積等原因在管道內(nèi)壁會形成相對穩(wěn) 定的、以管道腐蝕產(chǎn)物或沉積物為主要成分的界面層（或稱之為"管垢"，Pipe Internal Scale)。當水源改變時，水質化學成分的變化影響管壁內(nèi)已有管垢的穩(wěn)定性，可能導致其中 以鐵為主的腐蝕產(chǎn)物的釋放和管網(wǎng)水質的惡化。上世紀九十年代，美國亞利桑那州圖桑市 將當?shù)氐叵滤袚Q為科羅拉多河的地表水后，發(fā)生了較為嚴重的"黃水（Red Water)"事件。 在國內(nèi)，2008年，北京市為了彌補當?shù)厮Y源的不足，調(diào)入異地水庫地表水取代當?shù)氐牡叵?水和地表水，在局部地區(qū)發(fā)生了較嚴重的"黃水"現(xiàn)象。為了避免上述情況，保障飲用水的 安全，需要對水源切換時管網(wǎng)水質的變化作出合理預測，分析"黃水"發(fā)生的可能性，以便提 前準備應對方案。
[0004] 為研究水質化學成分對管網(wǎng)腐蝕和腐蝕產(chǎn)物釋放的影響，前期通過實驗室模 擬，先后提出了朗格利爾飽和指數(shù)（Langelier Saturation Index, LSI)、萊氏穩(wěn)定指數(shù) (Ryznar Stability Index, RSI)、碳酸?丐沉淀勢（Calcium Carbonate Precipitation Potential, CCPP)和拉森指數(shù)（Larson Ratio, LR)等。但是，對于不同管垢條件的供水管 網(wǎng)，在水質條件改變的情況下，管網(wǎng)水質的穩(wěn)定性預測具有一定的局限性。
[0005] 申請?zhí)枮?01110258380. 5的中國專利申請公開了一種管段模擬反應器和方法， 該發(fā)明通過截取一段給水管網(wǎng)的已腐蝕管段，管段堅直放置，上下兩端分別設置有機玻璃 蓋板，以微電機帶動攪拌槳對管段內(nèi)的試驗用水進行攪拌，以攪拌產(chǎn)生的環(huán)流來近似模擬 實際給水管道中的水流流動，用于研究管段內(nèi)壁管垢長時間接觸產(chǎn)生的水質變化。
[0006] 由于供水管網(wǎng)的腐蝕產(chǎn)物生成和釋放是一個復雜的反應過程，包括物理、化學、生 物等多種作用，將管段切割取樣帶回實驗室的過程中，因不可避免的震動、氧化等原因，會 影響管道內(nèi)的腐蝕產(chǎn)物和微生物的原有形態(tài)，進而影響試驗結果的準確性。將管段帶回到 實驗室后，如果管段長度不夠，就很難模擬實際管網(wǎng)中的水流狀態(tài)，實際管段中的水流是軸 向的，管垢在這樣長期的水流方向影響下會具有一定特征，若以攪拌產(chǎn)生的橫向環(huán)流來近 似模擬實際給回管道中的縱向水流流動條件，其水流方向與原有管段里的水流方向不符， 在和管垢發(fā)生化學反應時，反應速率、平衡條件都會有所不同，有可能導致試驗結果與實際 的水質變化情況有較大差別。同時，因現(xiàn)役的自來水供水管網(wǎng)多埋于地下，管段取樣需開挖 地面，取樣的長度和位置受到地面建筑物等各種客觀條件限制。
[0007] 因此，原位模擬水源切換可在解決埋地管道取樣限制的同時，減小外界條件對管 道內(nèi)的腐蝕產(chǎn)物和微生物的影響，更準確、更快捷的預測水質改變時的現(xiàn)役供水管網(wǎng)水質 變化，對預測水源切換條件下供水管網(wǎng)水質穩(wěn)定性具有十分重要的指導意義。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0008] 為了解決上述技術問題，本發(fā)明提供一種測定原位模擬水源切換條件下管網(wǎng)水質 的方法，包括：
[0009] 通過對供水系統(tǒng)的所選管段進行分離處理，得到原位試驗管段；
[0010] 將試驗水通入所述原位試驗管段，模擬不同供水條件；
[0011] 對流經(jīng)所述原位試驗管段的所述試驗水進行水質測定，得到所述試驗水的水質參 數(shù)；
[0012] 其中，所述試驗用水包括本地水和置換水，所述本地水的為供水系統(tǒng)管段內(nèi)的長 期輸送的自來水，所述置換水為用于置換本地水的其它水源水。
[0013] 其中，得到所述原位試驗管段包括以下步驟：
[0014] 從供水系統(tǒng)的現(xiàn)役管網(wǎng)中選擇一個管段；
[0015] 將所選取管段與供水系統(tǒng)進行分離處理；
[0016] 通過在已分離的所選管段的兩端分別安裝用于進水的第一連接件和用于出水的 第二連接件，得到所述原位試驗管段；
[0017] 其中，在經(jīng)所述分離處理后的供述系統(tǒng)管段的兩個端口分別安裝用于供水的第三 連接件和用于進水的第四連接件。
[0018] 特別是，所述的用于試驗的原位試驗管段為現(xiàn)役供水系統(tǒng)中的一段管段。
[0019] 尤其是，所述第一連接件和第二連接件用于與所述原位試驗管段的端口和運行單 元的管路相連接，材質為不銹鋼或鑄鐵帶水泥漿內(nèi)襯。
[0020] 特別是，所述連接件上帶有閥門，試驗用水可以通過連接件進出原位試驗管段。
[0021] 得到所述試驗水的水質參數(shù)包括以下步驟：
[0022] 將所述試驗水通入所述的原位試驗管段；
[0023] 對流經(jīng)所述試驗管段的試驗水進行取樣，得到試驗水水樣；
[0024] 對所述的試驗水水樣進行檢測，得到所述試驗水流經(jīng)所述試驗管段前后的水質參 數(shù)及變化規(guī)律。
[0025] 特別是，所述的試驗水經(jīng)由離心泵泵入所述的原位試驗管段。
[0026] 尤其是，在所述離心泵與原位試驗管段之間，設有用于監(jiān)控試驗水流速的測速裝 置和用于將藥劑和試驗水混合的混合裝置。
[0027] 特別是，所述對流經(jīng)所述試驗管段的試驗水進行取樣可以為自動取樣或手動取 樣。
[0028] 尤其是，對所述的試驗水水樣進行檢測是通過連接于所述取樣裝置之后的檢測裝 置對所述試驗進行水質參數(shù)的檢測。
[0029] 特別是，所述的水質測定可以采用在線檢測儀，也可以為便攜式水質檢測儀。所述 的在線監(jiān)測儀可以為并聯(lián)的PH電極、在線余氯分析儀、在線濁度儀和在線電導率儀，還可 以為一多功能水質參數(shù)分析儀；所述的便攜式水質檢測儀可以為多個便攜式檢測儀表，也 可以為一多功能水質參數(shù)分析儀。上述兩種方式均可以檢測所述本地水或置換水的pH、總 余氯含量、濁度、電導率、溫度、鐵濃度和溶解氧濃度。
[0030] 其中，對所述置換水的水質進行調(diào)節(jié)：
[0031] 對未進入所述原位試驗管段的置換水水樣進行檢測，得到所述置換水的水質參 數(shù)；
[0032] 根據(jù)得到的所述未進入試驗管段的置換水的水質參數(shù)，確定調(diào)節(jié)所述置換水的水 質所需的藥劑種類和加入量；
[0033] 將相應的藥劑加入到所述的置換水中，得到不同水質條件的置換水。
[0034] 其中，所述的將相應的藥劑加入到所述的置換水中是通過加藥系統(tǒng)實現(xiàn)的。
[0035] 特別是，所述的加藥系統(tǒng)包括加藥泵和儲藥罐，所述的儲藥罐內(nèi)可根據(jù)需要分別 加入預先配置好的氯原液、濃酸和濃堿溶液。
[0036] 尤其是，所述加藥系統(tǒng)的個數(shù)可以根據(jù)需要增加或減少。
[0037] 其中，所述的置換水的來源可為水車來水或外接水源，可以將所述置換水先儲存 在可移式裝置中的水箱里，對所述置換水進行預先水質調(diào)節(jié)。
[0038] 尤其是，所述的原位模擬水源切換條件下管網(wǎng)水質穩(wěn)定性的方法可以對管道水的 靜態(tài)停滯條件和動態(tài)流動條件進行模擬，分別得到停滯和流動條件下的本地水或置換水的 水質情況。
[0039] 本發(fā)明所具有的有益技術效果，至少包括：
[0040] 1、本發(fā)明的方法主要目的是研究管段在輸送不同水質水的過程中，管段內(nèi)的管垢 是否會與所輸送水發(fā)生反應，管段本身是否會影響所輸送水的水質，對預測水源切換條件 下供水管網(wǎng)水質變化情況具有十分重要的指導意義。
[0041] 2、本發(fā)明的方法選取現(xiàn)役管網(wǎng)中的一段管段稍作改造作為試驗管段，不對其進行 移動和搬運，能最大程度的模擬實際管網(wǎng)中的水流狀態(tài)，得到更準確可信的數(shù)據(jù)，從而對水 源切換條件下的水質變化作出最合理的預測。
[0042] 3、本發(fā)明的方法不需要將試驗管道全部挖出，減少了切割開挖的工作量，選點位 置和選取試驗管段長度受地面建筑物及設施的影響制約小，對限制挖掘地段的管段仍能試 驗，改造成本低，對現(xiàn)役管道影響小。
[0043] 4、本發(fā)明的方法在現(xiàn)役管道上增加連接件即可現(xiàn)場進行試驗，不需移動和運輸管 段，避免運輸過程中不可避免的震動和氧化等因素造成的對管垢原有狀態(tài)的破壞，對管道 內(nèi)的現(xiàn)有的物理、化學和微生物系統(tǒng)的影響小，所得試驗數(shù)據(jù)能充分反應在水源切換條件 下現(xiàn)役管道內(nèi)水質變化的情況。
[0044] 5、本發(fā)明可用于給水管網(wǎng)的各類地點，便于取得各種特征的不同管段的試驗數(shù) 據(jù)，并可靈活調(diào)節(jié)進水水質和運行參數(shù)，適用范圍廣、適應能力強，可用于多種運行條件下 管網(wǎng)中水質的測定，為預測所需大量統(tǒng)計數(shù)據(jù)的獲得提供了有力支持。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0045] 圖1為本發(fā)明實施例1的試驗流程圖；
[0046] 圖2為本發(fā)明實施例2的試驗流程圖；
[0047] 圖3為本發(fā)明實施例3的試驗流程圖；
[0048] 圖4為本發(fā)明實施例4的試驗流程圖。

【具體實施方式】
[0049] 本發(fā)明提供的測定原位模擬水源切換條件下管網(wǎng)水質的方法，為了更清楚的說明 本發(fā)明的技術特點，下面結合【具體實施方式】進行說明：
[0050] 本發(fā)明提供的原位模擬水源切換條件下管網(wǎng)水質化學穩(wěn)定性的方法，具體實施 例中的檢測裝置包括：便攜式濁度儀（HACH，2100Q);便攜式總余氯分析儀（HACH，Pocket Colorimeter，58700-00);便攜式水質分析儀（HACH，HQ40d);溶解氧探頭（HACH，LD0101); pH 探頭（Platinum Series pH Electrode 51910);多參數(shù)水質分析儀（HACH，DREL2800); 其它在線監(jiān)測儀、多功能水質參數(shù)分析儀或便攜式水質檢測儀均適用于本發(fā)明；
[0051] 本發(fā)明實施例中所用離心泵的流量范圍為0. 6-2. 5m3/h，揚程為l-3m，材質為不銹 鋼；測流速裝置為轉子流量計，其他流量計如電磁流量計等均適用于本發(fā)明；混合裝置為 管道混合器，材質為不銹鋼；各裝置之間的連接管路選擇UPVC管，直徑DN 20,采用粘接連 接；其它直徑為DN20-40的塑料材質管均適用于本發(fā)明；
[0052] 本發(fā)明實施例中置換水儲存于可移式裝置的水箱中，并且在水箱內(nèi)進行置換水的 水質調(diào)節(jié)；水箱為長方體，體積為6000L，由IX Im和1X0. 5m的不銹鋼凹凸板焊接而成，自 帶位于水箱頂部居中位置的攪拌混勻裝置，其功率為2. 5-3. 0KW，配備攪拌槳葉片的傾斜角 度為40-70°，優(yōu)選為60° ;其它任何類型的可移式儲水設備均適用于本發(fā)明；
[0053] 本發(fā)明實施例中儲藥罐為圓柱體，塑料材質，體積為20-50L ;自帶位于儲藥罐頂 部的攪拌混勻裝置，其功率為〇. 1-0. 3KW，配備攪拌槳葉片的傾斜角度為40-70°，優(yōu)選為 60° ;其它聚乙烯、聚丙烯或聚四氟乙烯等耐腐蝕材質的罐體均適用于本發(fā)明；加藥泵為隔 膜式計量泵，流量范圍為〇_65mL/min，其它種類的計量泵均適用于本發(fā)明。
[0054] 實施例1
[0055] 試驗管段：材質：鑄鐵管，管徑：DN100,使用年限：3年。
[0056] 試驗水質：試驗管段所在供水系統(tǒng)的本地水和水質不同的置換水。
[0057] 試驗內(nèi)容：水源切換試驗，運行停滯模式。模擬夜間用水量少、水在管段內(nèi)長時間 近似靜止停滯的狀態(tài)。并檢測兩種水在試驗管段中，停留時間為〇、2、4、6h出水水質變化情 況。
[0058] (1)得到原位試驗管段：
[0059] 從供水系統(tǒng)的現(xiàn)役管段中選擇一個管段，將所選取管段與供水系統(tǒng)進行切割分離 處理，在已分離的所選管段的兩端分別安裝特制擋板連接件或帶孔的承口法蘭閥門，得到 所述原位試驗管段；
[0060] (2)本地水停滯模式運行：
[0061] 將原供水系統(tǒng)中的本地水通過離心泵引入原位試驗管段，替換管內(nèi)原有水并充分 沖洗后充滿試驗管段，使本地水在原位試驗管段內(nèi)開始停滯；
[0062] (3)本地水停滯模式的水質測定：
[0063] 在停留時間分別為0、2、4、6h時，打開取樣閥，對原位試驗管段內(nèi)的本地水水進行 手動取樣，使用便攜式濁度儀測定水樣濁度，使用便攜式總余氯分析儀測定水樣總余氯濃 度，使用便攜式水質分析儀分別連接PH探頭和溶解氧探頭測定水樣的pH、溶解氧濃度、濁 度、總氯濃度和總鐵濃度，結果見表I ;
[0064] (4)置換水的存儲：
[0065] 對可移式裝置的水箱進行置換水的存儲，當水箱內(nèi)的液面高度達到距離水箱頂部 20cm時，完成存儲；
[0066] (5)置換水停滯模式運行：
[0067] 將水箱內(nèi)的置換水通過離心泵引入原位試驗管段，替換管內(nèi)原有水并充分沖洗后 充滿試驗管段，使置換水在原位試驗管段內(nèi)開始停滯；
[0068] (6)置換水停滯模式的水質檢測：
[0069] 在水力停留時間分別為0、2、4、6h時，打開取樣閥，對原位試驗管段內(nèi)的置換水進 行手動取樣，使用便攜式濁度儀測定水樣濁度，使用便攜式總余氯分析儀測定水樣總余氯 濃度，使用便攜式水質分析儀分別連接PH探頭和溶解氧探頭測定水樣的pH、溶解氧濃度、 濁度、總氯濃度和總鐵濃度，結果見表1 ;
[0070] 由于供水管網(wǎng)中水管多為鑄鐵管、鍍鋅管或鋼管等含鐵材質管道，在使用中因腐 蝕、沉積等原因在管道內(nèi)壁會形成含鐵的管垢層，當水質化學成分發(fā)生變化，影響管壁內(nèi)已 有管垢的穩(wěn)定性，導致其中以鐵為主的腐蝕產(chǎn)物的釋放和包括濁度、色度等水質指標的惡 化甚至超標。所以管網(wǎng)水中的鐵含量是衡量水源切換時，管網(wǎng)內(nèi)水質穩(wěn)定性的重要指標。
[0071] 由表1可見，本地水通入管段后從0_6h出水的濁度由0. 67NTU升高至5. 91NTU， pH由8. 28降至8. 15,總氯濃度由0· 61mg/L降至0· 16mg/L，溶解氧濃度由11. llmg/L降至 9. 27mg/L，總鐵濃度由0. 08mg/L升高至0. 90mg/L。置換水通入管段后從0-6h出水的濁度 由0· 43NTU升高至3. 02NTU，pH由8. 55降至8. 31，總氯濃度由0· 59mg/L降至0· 15mg/L，溶 解氧濃度由10. 47mg/L降至7. 48mg/L，總鐵濃度由0· 05mg/L升高至0· 65mg/L。通過數(shù)據(jù) 可以看出：本管段切換水源后，總鐵濃度隨時間的變化率發(fā)生了改變，比原有本地水停滯時 的總鐵升高程度減小。
[0072] 實施例2
[0073] 試驗管段：材質：鑄鐵管，管徑：DN 100,使用年限：10年；
[0074] 試驗水質：不同加氯量的置換水；
[0075] 試驗內(nèi)容：置換水的初始加氯濃度梯度試驗，運行停滯模式。模擬夜間用水量少、 水在管段內(nèi)長時間近似靜止停滯的狀態(tài)，并檢測不同初始加氯量的置換水在試驗管段中， 停留時間為〇、2、4、6h出水水質變化情況。
[0076] (1)得到原位試驗管段：
[0077] 從供水系統(tǒng)的現(xiàn)役管段中選擇一個管段，將所選取管段與供水系統(tǒng)進行切割分離 處理，在已分離的所選管段的兩端分別安裝擋板連接件，得到所述原位試驗管段，在經(jīng)所述 分離處理后的供述系統(tǒng)管段的兩個端口分別安裝帶孔的承口法蘭閥門；
[0078] (2)置換水的存儲：
[0079] 對可移式裝置的水箱進行置換水的存儲，當水箱內(nèi)的液面高度達到距離水箱頂部 20cm時，關閉進水閥，完成存儲；
[0080] (3)置換水不調(diào)節(jié)初始加氯濃度，做空白對照試驗，停滯模式運行：
[0081] 將水箱內(nèi)的置換水通過離心泵引入原位試驗管段，替換管內(nèi)原有的本地水并沖洗 5min后,使置換水充滿試驗管段開始停滯；
[0082] (4)置換水停滯模式的水質測定：
[0083] 在水力停留時間分別為0、2、4、6h時，打開取樣閥，對原位試驗管段內(nèi)的置換水進 行手動取樣，使用便攜式濁度儀測定水樣濁度，使用便攜式總余氯分析儀測定水樣總余氯 濃度，使用便攜式水質分析儀分別連接PH探頭和溶解氧探頭測定水樣的pH、溶解氧濃度、 濁度、總氯濃度和總鐵濃度，結果見表2 ;
[0084] (5)置換水進行水質調(diào)節(jié)：
[0085] 將加藥罐內(nèi)的次氯酸鈉溶液通過加藥泵加入到水箱中，打開水箱內(nèi)的攪拌混勻裝 置進行攪拌，使藥劑與置換水充分混勻。其中，向置換水中加入次氯酸鈉溶液使總余氯濃 度為0. 2mg/L。攪拌混勻裝置的功率為3KW，攪拌速度為30r/min，攪拌槳葉片傾斜角度為 60°，攪拌時間為IOmin ;
[0086] (6)調(diào)節(jié)好的置換水停滯模式運行：
[0087] 將初始總余氯濃度0. 2mg/L的置換水通過離心泵引入原位試驗管段，替換管內(nèi)原 有的置換水并沖洗5min后,充滿試驗管段,開始停滯；
[0088] (7)調(diào)節(jié)好的置換水停滯模式的水質測定：
[0089] 在水力停留時間分別為0、2、4、6h時，打開取樣閥，對原位試驗管段內(nèi)的初始總余 氯濃度為〇. 2mg/L的置換水進行手動取樣，使用便攜式濁度儀測定水樣濁度，使用便攜式 總余氯分析儀測定水樣總余氯濃度，使用便攜式水質分析儀分別連接PH探頭和溶解氧探 頭測定水樣的pH、溶解氧濃度、濁度、總氯濃度和總鐵濃度，結果見表2 ;
[0090] 對總余氯初始濃度為0. 4mg/L、0. 6mg/L和0. 8mg/L的各置換水重復本例中（5)? (7)步驟的試驗,過程與初始總余氯濃度0. 2mg/L的相同。
[0091] 從表2可以看出，未加氯的原始置換水通入管段后0-6h出水的總氯濃度由0. Img/ L降至0· 05mg/L，總鐵濃度由0· 02mg/L升高至0· llmg/L ;加氯量為0· 2mg/L的置換水通 入管段后〇-6h出水的總氯濃度由0· 21mg/L降至0· 06mg/L，總鐵濃度由0· 03mg/L升高至 0. 19mg/L ;加氯量為0. 4mg/L的置換水通入管段后0-6h出水的總氯濃度由0. 35mg/L降至 0· 15mg/L，總鐵濃度由0· 03mg/L升高至0· 16mg/L ;加氯量為0· 6mg/L的置換水通入管段后 0_6h出水的總氯濃度由0· 52mg/L降至0· 25mg/L，總鐵濃度由0· 03mg/L升高至0· 12mg/L ; 加氯量為〇. 8mg/L的置換水通入管段后0-6h出水的總氯濃度由0. 83mg/L降至0. 43mg/L， 總鐵濃度由〇. 〇2mg/L升高至0. llmg/L。由數(shù)據(jù)可以看出，初始加氯量不同，管段總鐵濃度 升高趨勢的幅度有所改變，對不同管段重復本例試驗，將得到各類管段對于不同初始加氯 量的總鐵指標變化，可用來分析管內(nèi)水源的不同初始加氯量對鐵釋放的影響。
[0092] 實施例3
[0093] 試驗管段：材質：鑄鐵管，管徑：DN 100,使用年限：10年；
[0094] 試驗水質：不同初始pH值的置換水；
[0095] 試驗內(nèi)容：置換水的初始pH梯度試驗，運行停滯模式。模擬夜間用水量少、水在管 段內(nèi)長時間近似靜止停滯的狀態(tài)，并檢測不同初始PH的置換水在試驗管段中，停留時間為 0、2h出水水質變化情況。
[0096] (1)得到原位試驗管段：
[0097] 從供水系統(tǒng)的現(xiàn)役管段中選擇一個管段，將所選取管段與供水系統(tǒng)進行切割分離 處理，在已分離的所選管段的兩端分別安裝擋板連接件，得到所述原位試驗管段，在經(jīng)所述 分離處理后的供述系統(tǒng)管段的兩個端口分別安裝帶孔的承口法蘭閥門；
[0098] (2)置換水的存儲：
[0099] 對可移式裝置的水箱進行置換水的存儲，當水箱內(nèi)的液面高度達到距離水箱頂部 20cm時，關閉進水閥，完成存儲；
[0100] (3)置換水不調(diào)節(jié)初始pH值，做空白對照試驗，停滯模式運行：
[0101] 將水箱內(nèi)的置換水通過離心泵引入原位試驗管段，替換管內(nèi)原有的本地水并沖洗 5min后，使置換水充滿試驗管段，使置換水在原位試驗管段內(nèi)開始停滯；
[0102] (4)置換水停滯模式的水質測定：
[0103] 在水力停留時間分別為0、2h時，打開取樣閥，對原位試驗管段內(nèi)的置換水進行手 動取樣，使用便攜式濁度儀測定水樣濁度，使用便攜式總余氯分析儀測定水樣總余氯濃度， 使用便攜式水質分析儀分別連接PH探頭和溶解氧探頭測定水樣的pH、溶解氧濃度、濁度、 總氯濃度和總鐵濃度，結果見表3 ;
[0104] (5)置換水進行水質調(diào)節(jié)：
[0105] 將加藥罐內(nèi)的氫氧化鈉溶液通過加藥泵加入到水箱中，打開水箱內(nèi)的攪拌混勻裝 置進行攪拌，使藥劑與置換水充分混勻。其中，向置換水中加入氫氧化鈉溶液使得置換水 的pH值為9. 0。攪拌混勻裝置的功率為3KW，攪拌速度為30r/min，攪拌槳葉片傾斜角度為 60°，攪拌時間為IOmin;
[0106] (6)調(diào)節(jié)好的置換水停滯模式運行：
[0107] 將初始pH值為9. 0的置換水通過離心泵引入原位試驗管段，替換管內(nèi)原有的置換 水并沖洗5min后，充滿試驗管段，開始停滯；
[0108] (7)調(diào)節(jié)好的置換水停滯模式的水質測定：
[0109] 在水力停留時間分別為0、2h時，打開取樣閥，對原位試驗管段內(nèi)的初始pH值為 9. 0的置換水進行手動取樣，使用便攜式濁度儀測定水樣濁度，使用便攜式總余氯分析儀測 定水樣總余氯濃度，使用便攜式水質分析儀分別連接PH探頭和溶解氧探頭測定水樣的pH、 溶解氧濃度、濁度、總氯濃度和總鐵濃度，結果見表3 ;
[0110] 對初始pH值9. 5、10. 0的各置換水重復本例中（5)?（7)步驟的試驗，過程與初 始pH值9.0的相同。
[0111] 從表3可以看出，未加氫氧化鈉溶液調(diào)節(jié)pH的原始置換水通入管段后從0-2h出 水的pH由8. 56降至8. 46,總鐵濃度由0· 06mg/L升高至0· 26mg/L ;初始pH值為9. 0的置換 水通入管段后從〇_2h出水的pH由8. 83升高至8. 75,總鐵濃度由0. 04mg/L升高至0. 27mg/ L ;初始pH值為9. 5的置換水通入管段后從0-2h出水的pH由9. 39降至9. 27,總鐵濃度由 0. 02mg/L升高至0. 31mg/L ;初始pH值為10. 0的置換水通入管段后從0-2h出水的pH由 9. 90降至9. 78,總鐵濃度由0. 02mg/L升高至0. 30mg/L。由數(shù)據(jù)可以看出，對于不同初始 PH值的置換水，管段總鐵濃度升高趨勢的幅度有所改變，對不同管段重復本例試驗，將得到 各類管段對于不同初始PH值的總鐵指標變化，可用來分析管內(nèi)水源的不同初始PH值對鐵 釋放的影響。
[0112] 實施例4
[0113] 試驗管段：材質：鑄鐵管，管徑：DN 100,使用年限：15年；
[0114] 試驗水質：置換水；
[0115] 試驗內(nèi)容：使用置換水，運行停滯模式和循環(huán)模式的切換。對比相同水源時管內(nèi)水 流狀態(tài)的不同對管段鐵釋放的影響。
[0116] (1)得到原位試驗管段：
[0117] 從供水系統(tǒng)的現(xiàn)役管段中選擇一個管段，將所選取管段與供水系統(tǒng)進行切割分離 處理，在已分離的所選管段的兩端分別安裝擋板連接件，得到所述原位試驗管段，在經(jīng)所述 分離處理后的供述系統(tǒng)管段的兩個端口分別安裝帶孔的承口法蘭閥門；
[0118] (2)置換水的存儲：
[0119] 對可移式裝置的水箱進行置換水的存儲，當水箱內(nèi)的液面高度達到距離水箱頂部 20cm時，關閉進水閥，完成存儲；
[0120] (3)置換水停滯模式運行：
[0121] 將水箱內(nèi)的置換水通過離心泵引入原位試驗管段，替換管內(nèi)原有的本地水并沖洗 5min后，使置換水充滿試驗管段，使置換水在原位試驗管段內(nèi)開始停滯；
[0122] (4)置換水停滯模式的水質測定：
[0123] 在水力停留時間分別為0、2、4、6h時，打開取樣閥，對原位試驗管段內(nèi)的置換水進 行手動取樣，使用便攜式濁度儀測定水樣濁度，使用便攜式總余氯分析儀測定水樣總余氯 濃度，使用便攜式水質分析儀分別連接PH探頭和溶解氧探頭測定水樣的pH、溶解氧濃度、 濁度、總氯濃度和總鐵濃度，結果見表4 ;
[0124] (5)置換水循環(huán)模式運行：
[0125] 將水箱內(nèi)的置換水通過離心泵引入原位試驗管段，替換管內(nèi)原有的置換水并沖洗 5min后,使置換水充滿試驗管段,切換為循環(huán)模式,使置換水在原位試驗管段內(nèi)以一定流速 保持循環(huán)流動；
[0126] (7)置換水循環(huán)模式的水質測定：
[0127] 在水力停留時間分別為0、2、4、6h時，打開取樣閥，對原位試驗管段內(nèi)的置換水進 行手動取樣，使用便攜式濁度儀測定水樣濁度，使用便攜式總余氯分析儀測定水樣總余氯 濃度，使用便攜式水質分析儀分別連接PH探頭和溶解氧探頭測定水樣的pH、溶解氧濃度、 濁度、總氯濃度和總鐵濃度，結果見表4 ;
[0128] 從表4可知，停滯狀態(tài)的置換水通入管段后0_6h出水的濁度由0.43NTU升高 至3. 02NTU，pH由8. 55降至8. 31，總氯濃度由（λ 59mg/L降至(λ 15mg/L，溶解氧濃度由 10. 47mg/L降至7. 48mg/L，總鐵濃度由0· 05mg/L升高至0· 65mg/L ;流動狀態(tài)的置換水通 入管段后〇_6h出水的濁度由0. 56NTU升高至I. 26NTU，pH由8. 29降至7. 83,總氯濃度由 0· 35mg/L降至0· 01mg/L，溶解氧濃度由8. 34mg/L降至I. 94mg/L，總鐵濃度由0· 04mg/L升 高至0. 14mg/L。由數(shù)據(jù)可以看出，停滯狀態(tài)和流動狀態(tài)下初始水質基本相同，而隨著時間的 增加，在各相同時間點流動狀態(tài)的水中鐵含量明顯小于停滯狀態(tài)的水中鐵的含量。試驗結 果顯示管內(nèi)水流狀態(tài)的差異對鐵釋放的影響明顯。對不同管段重復本例試驗將得到全面的 數(shù)據(jù)以供分析。
[0129] 上述各實施例中描述的試驗結果，是針對例子中的一根管段所作。但每種條件對 管段鐵釋放的影響規(guī)律，以及對發(fā)生"黃水"風險等級的預測，還需要對不同管段多次重復 以上的各種試驗過程，以獲得足夠數(shù)量的統(tǒng)計數(shù)據(jù)，才能得出結論，介于數(shù)據(jù)的分析方法部 分不屬于本發(fā)明的范疇，所以不作描述。本方法的發(fā)明得以為試驗提供了大量的數(shù)據(jù)支持。
[0130] 表1本地水與置換水的水質參數(shù)比較

【權利要求】
1. 一種測定原位模擬水源切換條件下管網(wǎng)水質的方法，其特征在于，包括以下步驟： 通過對供水系統(tǒng)的所選管段進行分離處理，得到原位試驗管段； 將試驗水通入所述原位試驗管段，模擬不同供水條件； 對流經(jīng)所述原位試驗管段的所述試驗水進行水質測定，得到所述試驗水的水質參數(shù)； 其中，所述試驗用水包括本地水和置換水，所述本地水為供水系統(tǒng)管段內(nèi)的長期輸送 的自來水，所述置換水為用于置換本地水的其它水源水。
2. 根據(jù)權利要求1所述的方法，其特征在于，所述的得到所述原位試驗管段包括以下 步驟： 從供水系統(tǒng)的現(xiàn)役管網(wǎng)中選擇一個管段； 將所選取管段與供水系統(tǒng)進行分離處理； 通過在已分離的所選管段的兩端分別安裝用于進水的第一連接件和用于出水的第二 連接件，得到所述原位試驗管段； 其中，在經(jīng)所述分離處理后的供水系統(tǒng)管段的兩個端口分別安裝用于供水的第三連接 件和用于進水的第四連接件。
3. 根據(jù)權利要求1所述的方法，其特征在于，所述的得到所述試驗水的水質參數(shù)包括 以下步驟： 將所述試驗水通入所述的原位試驗管段，并模擬不同供水條件； 對流經(jīng)所述試驗管段的試驗水進行取樣，得到試驗水水樣； 對所述的試驗水水樣進行檢測，得到所述試驗水流經(jīng)所述試驗管段前后的水質參數(shù)。
4. 根據(jù)權利要求1或3所述的方法，其特征在于，所述對流經(jīng)所述試驗管段的試驗水進 行取樣可以為自動取樣或手動取樣。
5. 根據(jù)權利要求1或3所述的方法，其特征在于，所述的水質測定可以采用在線檢測， 也可以利用其它便攜式儀器對所取水樣進行檢測。
6. 根據(jù)權利要求1所述的方法，其特征在于，還包括對所述置換水的水質進行調(diào)節(jié)： 對未進入所述原位試驗管段的置換水水樣進行檢測，得到所述置換水的水質參數(shù)； 根據(jù)得到的所述未進入試驗管段的置換水的水質參數(shù)，確定調(diào)節(jié)所述置換水的水質所 需的藥劑種類和加入量； 將相應的藥劑加入到所述的置換水中，得到不同水質條件的置換水。
【文檔編號】G01R27/22GK104316664SQ201410602633
【公開日】2015年1月28日 申請日期:2014年10月31日 優(yōu)先權日:2014年10月31日
【發(fā)明者】李玉仙, 劉永康, 林愛武, 顧軍農(nóng), 李禮, 趙蓓, 虞睿, 柴文, 王敏 申請人:北京市自來水集團有限責任公司技術研究院