一種用于水質(zhì)腐蝕性判定指數(shù)測定的反應(yīng)器的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本實(shí)用新型涉及一種給水管網(wǎng)水質(zhì)化學(xué)穩(wěn)定性判定用反應(yīng)器，特別涉及一種用于 控制鐵釋放的判定水質(zhì)對(duì)給水管網(wǎng)鐵質(zhì)管材腐蝕性的判定用反應(yīng)器，屬于飲用水處理技術(shù) 領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002] 在保證給水廠的出水水質(zhì)達(dá)標(biāo)的前提下，進(jìn)一步保證出廠水在市政管網(wǎng)中保持化 學(xué)穩(wěn)定，逐漸成為給水處理領(lǐng)域的研究重點(diǎn)。管網(wǎng)水質(zhì)不穩(wěn)定導(dǎo)致的危害最直觀的為"黃 水"現(xiàn)象，近幾年來，我國的多個(gè)地區(qū)發(fā)生了 "黃水"現(xiàn)象，特別是在水源切換或水力條件發(fā) 生變化時(shí)，這嚴(yán)重影響城市居民的日常工作生活，及工業(yè)企業(yè)的正常生產(chǎn)運(yùn)行。因此，判斷 并調(diào)節(jié)市政供水管網(wǎng)中的水質(zhì)化學(xué)穩(wěn)定性已成為當(dāng)代水處理領(lǐng)域的重要課題。
[0003] 對(duì)水質(zhì)化學(xué)穩(wěn)定性的判定主要依靠水質(zhì)穩(wěn)定性判定指標(biāo)，傳統(tǒng)的判定指標(biāo)主要有 飽和指數(shù)（LSI)、穩(wěn)定指數(shù)（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(zhì)和腐蝕產(chǎn)物對(duì)結(jié)晶的 誘導(dǎo)作用，也沒有考慮到天然阻垢劑對(duì)結(jié)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(gè)過程，這兩個(gè)過程中影響較小的因素則忽略不計(jì)；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(duì)管道腐蝕存在影響的鈣離子、 硝酸根離子等。
[0004] 目前，我國正在使用的供水管道主要以鐵質(zhì)管材為主，基于目前主要使用的判定 指標(biāo)體系存在的缺陷，且沒有針對(duì)鐵質(zhì)管材提出過相應(yīng)的判定指標(biāo)，在判斷水質(zhì)對(duì)鐵質(zhì)管 材腐蝕性方面缺乏有效的判定方法及其裝置。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 本實(shí)用新型所要解決的技術(shù)問題是針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的缺陷，提供一種基于控制鐵釋 放的水質(zhì)腐蝕性判定用反應(yīng)器，使其能充分考慮各水質(zhì)指標(biāo)對(duì)管網(wǎng)腐蝕性的影響，使判定 結(jié)果更科學(xué)、更準(zhǔn)確。
[0006] 為解決這一技術(shù)問題，本實(shí)用新型提供了一種用于水質(zhì)腐蝕性判定指數(shù)測定的反 應(yīng)器，包括柱形反應(yīng)器、攪拌器和多個(gè)掛片支撐架，所述柱形反應(yīng)器底部固定在設(shè)備基座 上，其上部設(shè)有上蓋；所述多個(gè)掛片支撐架沿周向均勻固定在柱形反應(yīng)器內(nèi)壁上；所述攪 拌器設(shè)置于柱形反應(yīng)器內(nèi)部、通過固定在柱型反應(yīng)器上蓋上的可調(diào)速電機(jī)帶動(dòng)旋轉(zhuǎn)；所述 柱形反應(yīng)器外部一側(cè)設(shè)置有液位計(jì)，另一側(cè)的下部設(shè)有取樣口，其底部設(shè)有放空管；所述柱 形反應(yīng)器的上蓋上設(shè)有排氣口和氮?dú)膺M(jìn)氣管，氮?dú)膺M(jìn)氣管上設(shè)有氣管開關(guān)。
[0007] 本實(shí)用新型還包括調(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 的轉(zhuǎn)速。
[0008] 所述柱型反應(yīng)器的內(nèi)壁、上蓋內(nèi)面以及攪拌器上均涂有惰性涂料。
[0009] 所述氮?dú)膺M(jìn)氣管與外部氮?dú)鈿夤捱B接。
[0010] 所述柱型反應(yīng)器上蓋的周邊通過固定螺栓連接在柱型反應(yīng)器上，在上蓋與柱形反 應(yīng)器之間設(shè)置橡膠墊圈密封；所述柱型反應(yīng)器底部焊接有底板。
[0011] 所述柱型反應(yīng)器采用不銹鋼制成，直徑為40cm，高為40cm。
[0012] 有益效果：本實(shí)用新型操作簡單，便于在實(shí)驗(yàn)室研究使用，且裝置體積小便于運(yùn) 輸，操作簡單，適用于不同特征的給水管網(wǎng)，并能靈活的調(diào)整運(yùn)行參數(shù)，適應(yīng)能力強(qiáng)，能夠準(zhǔn) 確地反映當(dāng)?shù)夭煌|(zhì)的腐蝕性，而且研究成果易于推廣，適用性強(qiáng)，能為管網(wǎng)安全輸配飲 用水提供有效的數(shù)據(jù)參考。本實(shí)用新型用途多樣，可用于研究不同水質(zhì)指標(biāo)（硫酸根、氯離 子、PH、堿度、硬度等）對(duì)鐵釋放和水質(zhì)化學(xué)穩(wěn)定性的影響及其控制技術(shù)，還可用于研究水 力條件（水流流速）對(duì)鐵釋放和水質(zhì)化學(xué)穩(wěn)定性的影響。
【附圖說明】
[0013] 圖1為本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0014] 圖2為本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)不意俯視圖；
[0015] 圖3為本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)示意仰視圖；
[0016] 圖4為本實(shí)用新型A-A部剖面圖。
[0017] 圖中：1柱型反應(yīng)器、2底板、3上蓋、4可調(diào)速電機(jī)、5攪拌器、6掛片支撐器、7氮?dú)?進(jìn)氣管、8放空管、9固定螺栓、10橡膠墊圈、11取樣口、12液位計(jì)、13排氣口、14氣管開關(guān)。
【具體實(shí)施方式】
[0018] 下面結(jié)合附圖及實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型做具體描述。
[0019] 圖1所示為本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0020] 圖2所不為本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)不意俯視圖。
[0021] 圖3所示為本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)示意仰視圖。
[0022] 本實(shí)用新型的配套反應(yīng)器包括柱形反應(yīng)器1、攪拌器5和多個(gè)掛片支撐架6。
[0023] 所述柱形反應(yīng)器1采用不銹鋼制成，直徑為40cm，高為40cm;其上部設(shè)有上蓋3， 底部焊接有底板2。
[0024] 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。
[0025] 所述柱形反應(yīng)器1底部固定在設(shè)備基座上。
[0026] 所述柱形反應(yīng)器1外部一側(cè)設(shè)置有液位計(jì)12,，可直接讀取柱形反應(yīng)器1中水的體 積，柱形反應(yīng)器1另一側(cè)的下部設(shè)有取樣口 11。
[0027] 所述柱形反應(yīng)器1底部設(shè)有放空管8,用于在試驗(yàn)結(jié)束后或清洗反應(yīng)器時(shí)，將柱型 反應(yīng)器1中的水放空。
[0028] 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，用于固定管道掛 片。
[0029] 所述可調(diào)速電機(jī)4固定在柱型反應(yīng)器1上蓋3上，所述攪拌器5設(shè)置于柱形反應(yīng) 器1內(nèi)部，可調(diào)速電機(jī)4帶動(dòng)通過攪拌器5在柱型反應(yīng)器1內(nèi)部中心旋轉(zhuǎn)。
[0030] 本實(shí)用新型還包括調(diào)速器，所述調(diào)速器固定在設(shè)備底座的立面上，用以調(diào)節(jié)攪拌 器5的轉(zhuǎn)速。
[0031] 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。
[0032] 本實(shí)用新型還包括氮?dú)鈿夤?，通過氮?dú)膺M(jìn)氣管7與柱形反應(yīng)器1連接，測定時(shí)用氮 氣將柱型反應(yīng)器1上部的剩余空氣趕出，使空氣中的氧氣不再溶于反應(yīng)用水中。
[0033] 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。
[0034] 本實(shí)用新型的使用方法，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，可用于準(zhǔn)確、科學(xué)的判斷管網(wǎng)水對(duì)鐵質(zhì)管材的腐蝕性。
[0035] 具體包括如下步驟：
[0036] 1、采用配套反應(yīng)器進(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：
[0037]a選用當(dāng)?shù)匾逊矍疑晒芄傅墓┧艿?，切割成長約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)氧樹脂等；
[0038] 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；
[0039] c測定試驗(yàn)用水的水質(zhì)指標(biāo)，包括pH、總堿度、鈣離子、硫酸根、氯化物、硝酸根、溶 解氧和總鐵濃度；
[0040] 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內(nèi)的剩余空氣趕 出，用攪拌器5緩慢攪拌，反應(yīng)10h后，測定反應(yīng)器內(nèi)水中的總鐵含量；
[0041] e通過摻混或投加硫酸鈉、氯化鈉等藥品改變試驗(yàn)水質(zhì)后再進(jìn)行若干次試驗(yàn)，分別 記錄l〇h后的總鐵濃度。
[0042] 2、建立鐵釋放速率模型：以掛片試驗(yàn)數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)，來建立鐵釋放速率模型。
[0043] 鐵釋放速率基于以下幾點(diǎn)假設(shè)：a鐵釋放為零級(jí)反應(yīng)，即管網(wǎng)水中總鐵含量變化 與初始鐵離子濃度無關(guān)；b水在管網(wǎng)中的停留時(shí)間最大為最不利停留時(shí)間10h;c溶于水中 的鐵離子化合物不會(huì)形成沉淀附著在管道掛片上，d管網(wǎng)中的水力條件恒定，即流速不變。
[0044] 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：
[0045]
[0046] 式⑴中，vFe,1Q -10h平均鐵釋放速率，單位：mg/(m2*h);
[0047]V-試驗(yàn)用水的體積，單位：L;
[0048] 10-反應(yīng)時(shí)間為10h;
[0049] CFe,t =i。一反應(yīng)時(shí)間為10h時(shí)，柱形反應(yīng)器水中總鐵含量，單位：mg/L;
[0050] CFe,t =。一試驗(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;
[0051] Sj^-試驗(yàn)選用掛片的總面積，單位：m2。
[0052] 鐵釋放速率模型以10h平均鐵釋放速率為因變量，其他7個(gè)水質(zhì)