專利名稱：給水管網(wǎng)水質(zhì)化學(xué)穩(wěn)定性研究用的管段模擬反應(yīng)器和方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明是涉及飲用水處理中的管網(wǎng)安全輸配領(lǐng)域，是利用實(shí)際給水管網(wǎng)腐蝕管段，適用于研究給水管網(wǎng)水質(zhì)化學(xué)穩(wěn)定特性及其控制技術(shù)的裝置和方法。
背景技術(shù)：
隨著社會(huì)和經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，人們對(duì)于水資源特別是飲用水資源的需求日益增加。飲用水水質(zhì)的保障一直是供水行業(yè)普遍關(guān)注的熱點(diǎn)，為此國(guó)內(nèi)外的很多水廠對(duì)傳統(tǒng)的混凝、 沉淀、過(guò)濾、消毒的常規(guī)工藝進(jìn)行改進(jìn)，增加了預(yù)處理、深度處理等工藝，但是用戶的出水仍然會(huì)出現(xiàn)濁度、色度、鐵含量超標(biāo)的現(xiàn)象，嚴(yán)重時(shí)出現(xiàn)“黃水”現(xiàn)象(國(guó)外多稱為“Red water”)。事實(shí)上，出現(xiàn)這種情況的原因，并非是自來(lái)水廠出水超標(biāo)造成的。由于水在給水管網(wǎng)輸送過(guò)程中，自來(lái)水與管壁之間發(fā)生了復(fù)雜的物理、化學(xué)和生物反應(yīng)，造成了管網(wǎng)水的二次污染。美國(guó)科學(xué)家MEdwards在2003年IWA年會(huì)的報(bào)告中指出給水管網(wǎng)中出現(xiàn)的各種水質(zhì)問(wèn)題將是21世紀(jì)世界各國(guó)供水行業(yè)的極大挑戰(zhàn)，對(duì)給水管網(wǎng)中水質(zhì)變化的研究逐漸成為研究的熱點(diǎn)。為了保障飲用水的供水安全性，提出給水管網(wǎng)水質(zhì)穩(wěn)定性的概念，即給水管網(wǎng)只應(yīng)起到輸配水的作用，且在給水管網(wǎng)中應(yīng)保持自來(lái)水水質(zhì)的穩(wěn)定，其所含化學(xué)成分、微生物等水質(zhì)指標(biāo)不應(yīng)發(fā)生明顯惡化。給水管網(wǎng)水質(zhì)穩(wěn)定性主要包括化學(xué)穩(wěn)定性和生物穩(wěn)定性兩個(gè)方面。其中，在給水管網(wǎng)的水質(zhì)化學(xué)穩(wěn)定性問(wèn)題中，鐵穩(wěn)定性問(wèn)題尤為突出。因此對(duì)于給水管網(wǎng)鐵穩(wěn)定性的研究是相當(dāng)必要的。隨著城市供水安全性和可靠性的需要不斷增加，我國(guó)北方地區(qū)大中城市常采用雙水源或多水源供水，這種季節(jié)性的水源切換和長(zhǎng)距離調(diào)水工程，造成了原水水質(zhì)的突變，使得城市供水系統(tǒng)面臨新的管網(wǎng)化學(xué)穩(wěn)定性的問(wèn)題。調(diào)來(lái)的水源水質(zhì)與本地水源水質(zhì)由于水質(zhì)化學(xué)組分存在較大的差異，特別是水源周期性切換，短期內(nèi)水質(zhì)突變，極有可能引起管網(wǎng)內(nèi)管垢表面原有的穩(wěn)定保護(hù)層發(fā)生破壞，加速管道腐蝕，促進(jìn)鐵元素的釋放，引發(fā)“黃水”問(wèn)題。對(duì)于我國(guó)南方城市低硬度、低堿度的水質(zhì)，管網(wǎng)腐蝕的問(wèn)題更為嚴(yán)重，也需要進(jìn)行水質(zhì)調(diào)節(jié)以控制管網(wǎng)的過(guò)度腐蝕。因此對(duì)給水管網(wǎng)化學(xué)穩(wěn)定性問(wèn)題展開(kāi)研究，形成適當(dāng)?shù)目刂萍夹g(shù)是迫切需要的。目前在國(guó)內(nèi)外的管網(wǎng)水質(zhì)穩(wěn)定性和管網(wǎng)腐蝕研究中，在模擬管網(wǎng)影響的水質(zhì)變化時(shí)，主要采用兩種類型的模擬裝置。一類是由數(shù)米至數(shù)十米長(zhǎng)度的管段構(gòu)成的管道回流反應(yīng)器(Pipe-loop reactor)，保持管道內(nèi)水力流動(dòng)狀態(tài)，模擬在流動(dòng)狀態(tài)下的水流與管道內(nèi)壁之間的反應(yīng)。但是，由于需要保持管道流速與實(shí)際范圍(0.5-1.5m/s)相同，水流在單個(gè)管道回路中的水力停留時(shí)間只有幾秒(數(shù)米長(zhǎng)管道)至幾分鐘(數(shù)十米長(zhǎng)管道)，水力停留時(shí)間過(guò)短，不足以反映出水質(zhì)的變化，因此必須采用水泵回流的方式循環(huán)運(yùn)行，因此稱之為管道回流反應(yīng)器。這種反應(yīng)器的不足之處是，設(shè)備體積過(guò)大，能耗很高，不便于開(kāi)展多種條件下的對(duì)比試驗(yàn)。另一類試驗(yàn)裝置是旋轉(zhuǎn)掛片反應(yīng)器，在一個(gè)攪拌反應(yīng)器內(nèi)懸掛多個(gè)掛片， 在與水流長(zhǎng)期接觸的條件下，測(cè)定掛片和水質(zhì)的變化。此類裝置主要用于管道材質(zhì)的腐蝕試驗(yàn)，用于實(shí)際管段的不足之處是實(shí)際管段樣品難以制作成掛片，反應(yīng)器內(nèi)的水樣體積與掛片表面積的比例遠(yuǎn)大于管道實(shí)際情況。在這種背景條件下，急需開(kāi)發(fā)研制運(yùn)行便捷、操作簡(jiǎn)單、與實(shí)際管道條件相似的管段模擬反應(yīng)器裝置和方法。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于研發(fā)一種用于研究給水管網(wǎng)水質(zhì)化學(xué)穩(wěn)定性問(wèn)題的裝置及方法，具有便于試驗(yàn)研究、管理簡(jiǎn)便、能夠使用已運(yùn)行多年的實(shí)際管段等特點(diǎn)。本發(fā)明的技術(shù)核心是以攪拌產(chǎn)生的橫向環(huán)流來(lái)近似模擬實(shí)際給水管道中的縱向水流流動(dòng)條件，從而在較短的管段長(zhǎng)度中可以模擬水與管段內(nèi)壁管垢長(zhǎng)時(shí)間接觸產(chǎn)生的水質(zhì)變化。本發(fā)明是一種適用于給水管網(wǎng)水質(zhì)化學(xué)穩(wěn)定性研究用的管段模擬反應(yīng)器，其特征在于，該裝置包括試驗(yàn)管段、有機(jī)玻璃蓋板、電機(jī)支座以及微電機(jī)，其中試驗(yàn)管段，是一段取自于不同使用年限、或不同地區(qū)、或不同水廠供水范圍、或不同管材以及或不同管徑給水管網(wǎng)的已腐蝕管段，在其外壁和切口處涂覆有環(huán)氧樹(shù)脂；有機(jī)玻璃蓋板，在所述試驗(yàn)管段兩端的環(huán)形切口斷面上各蓋有一塊，兩塊所述有機(jī)玻璃蓋板的外周用多個(gè)螺栓連接，在各所述有機(jī)玻璃蓋板與相應(yīng)所述的環(huán)形切口斷面間用橡膠墊圈密封，而該橡膠墊圈與相應(yīng)所述的環(huán)形切口斷面間內(nèi)襯聚四氟乙烯墊片，在第一所述有機(jī)玻璃蓋板上開(kāi)有多個(gè)能插入包含PH電極、溶解氧電極、余氯電極在內(nèi)的多種探頭的插口，各所述插口能兼作藥劑投加口用，在第二所述有機(jī)玻璃蓋板上開(kāi)有取樣口和進(jìn)水口 ；電機(jī)支座，下部與第一所述有機(jī)玻璃蓋板連接，上部用來(lái)固定攪拌電機(jī)，中部側(cè)壁上開(kāi)有溢流口和出水口；微電機(jī)，安裝在所述電機(jī)支座上，且與所述試驗(yàn)管段同軸，該微電機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)軸末端同軸連接有一個(gè)耐腐蝕的攪拌槳，經(jīng)所述電機(jī)支座插入所述試驗(yàn)管段內(nèi)。根據(jù)本發(fā)明而提出的一種管道水滯留條件的靜態(tài)試驗(yàn)方法，其特征在于，依次含有以下步驟步驟(1)，設(shè)定水質(zhì)條件的試驗(yàn)水通過(guò)進(jìn)水口或探頭插口引入到管段模擬反應(yīng)器中的試驗(yàn)管段內(nèi)，一直到淹沒(méi)試驗(yàn)管段上邊緣，再關(guān)閉所述進(jìn)水口 ；步驟O)，微電機(jī)帶動(dòng)攪拌槳對(duì)所述試驗(yàn)管段內(nèi)的水體進(jìn)行攪拌，同時(shí)，調(diào)整所述微電機(jī)的轉(zhuǎn)速，控制所述試驗(yàn)管段內(nèi)壁剪切流速與實(shí)際管道水流流速相同；其中，試驗(yàn)管段內(nèi)壁剪切流速可通過(guò)以下公式計(jì)算得到V = ω · R式中V為管壁剪切流速，ω為電機(jī)轉(zhuǎn)速，R為攪拌槳半徑，實(shí)際管道水流流速通常為0. 5-1. 5m/s，設(shè)定某一管道流速，并令其與模擬剪切流速相等，即可求得電機(jī)所需轉(zhuǎn)速；步驟( ，通過(guò)外接在線監(jiān)測(cè)儀表對(duì)反應(yīng)器內(nèi)試驗(yàn)水樣的相關(guān)指標(biāo)進(jìn)行監(jiān)測(cè)，并通過(guò)自動(dòng)加藥系統(tǒng)控制相應(yīng)藥劑的投加量，以精確調(diào)控反應(yīng)器內(nèi)試驗(yàn)水樣的該項(xiàng)指標(biāo)(消毒劑、PH等)處于預(yù)設(shè)濃度范圍；步驟(4)，經(jīng)過(guò)設(shè)定的一段滯留時(shí)間后，打開(kāi)取樣口，監(jiān)測(cè)出水水質(zhì)，在把所述試驗(yàn)管段內(nèi)所述試驗(yàn)水放空后，再重新加入新的試驗(yàn)水。根據(jù)本發(fā)明而提出的一種管道水流動(dòng)條件的動(dòng)態(tài)試驗(yàn)方法，其特征在于，依次含有以下步驟步驟(1)，設(shè)定水質(zhì)條件的試驗(yàn)水通過(guò)流量計(jì)或計(jì)量泵由進(jìn)水口引入到試驗(yàn)管段中，所述試驗(yàn)水自下而上，直到由溢流口流出；步驟O)，微電機(jī)帶動(dòng)攪拌槳對(duì)所述試驗(yàn)管段內(nèi)的水體進(jìn)行攪拌，同時(shí)，調(diào)整所述微電機(jī)的轉(zhuǎn)速，控制所述試驗(yàn)管段內(nèi)壁剪切流速與實(shí)際管道水流流速相同；步驟( ，通過(guò)外接在線監(jiān)測(cè)儀表對(duì)反應(yīng)器內(nèi)試驗(yàn)水樣的相關(guān)指標(biāo)進(jìn)行監(jiān)測(cè)，并通過(guò)自動(dòng)加藥系統(tǒng)控制相應(yīng)藥劑的投加量，以精確調(diào)控反應(yīng)器內(nèi)試驗(yàn)水樣的該項(xiàng)指標(biāo)(消毒劑、PH等)處于預(yù)設(shè)濃度范圍；步驟，試驗(yàn)水采用直流式流動(dòng)或循環(huán)式流動(dòng)，定期監(jiān)測(cè)出水水質(zhì)。本發(fā)明是一種適用于給水管網(wǎng)水質(zhì)化學(xué)穩(wěn)定性研究的管段模擬反應(yīng)器裝置和方法，具有以下優(yōu)點(diǎn)(1)本發(fā)明以攪拌產(chǎn)生的橫向環(huán)流來(lái)近似模擬實(shí)際給水管道中的縱向水流流動(dòng)條件，從而在較短的管段長(zhǎng)度中可以模擬水與管段內(nèi)壁管垢長(zhǎng)時(shí)間接觸產(chǎn)生的水質(zhì)變化，實(shí)現(xiàn)了管段模擬反應(yīng)器的小型化。(2)本發(fā)明利用實(shí)際給水管網(wǎng)腐蝕管段作為反應(yīng)器主體，使得試驗(yàn)用水與管垢充分接觸，并保持了管道內(nèi)壁與水樣體積的實(shí)際比例。同時(shí)，該裝置的蓋板和密封件均采用的惰性材料，保證僅有管段內(nèi)壁管垢與水中化學(xué)組分發(fā)生反應(yīng)，從而使該反應(yīng)器出水水質(zhì)能夠真實(shí)準(zhǔn)確地反映水質(zhì)化學(xué)組分對(duì)給水管網(wǎng)內(nèi)壁管垢化學(xué)穩(wěn)定特性的影響。(3)本發(fā)明充分考慮了實(shí)際給水管網(wǎng)內(nèi)的水質(zhì)、水力條件，采用在線監(jiān)測(cè)儀器，精確地監(jiān)測(cè)并調(diào)控管網(wǎng)水的pH、溶解氧和余氯條件，同時(shí)保證管網(wǎng)內(nèi)的水流剪切條件，有效地模擬了真實(shí)給水管網(wǎng)的水質(zhì)和水力條件。(4)本發(fā)明安裝靈活、運(yùn)行簡(jiǎn)單、操作便捷，可用于不同特征的給水管網(wǎng)，并可以靈活地調(diào)整運(yùn)行參數(shù)，適應(yīng)能力強(qiáng)。(5)本發(fā)明用途多樣，適用范圍廣，可用于研究水中腐蝕性離子(硫酸根和氯離子)、酸堿條件(PH和堿度)、氧化還原條件(溶解氧和余氯)、硬度等對(duì)給水管網(wǎng)化學(xué)穩(wěn)定性的影響特性及其相應(yīng)的控制技術(shù)，還可用于研究水力條件(轉(zhuǎn)速、水流方向)對(duì)給水管網(wǎng)化學(xué)穩(wěn)定特性的影響。


圖1是本發(fā)明“管段模擬反應(yīng)器”的側(cè)向剖面圖，圖中，1-微電機(jī)，2-攪拌槳，3-螺栓連接孔，4-橡膠墊圈(具有聚四氟乙烯內(nèi)襯)，5-試驗(yàn)管段，6-有機(jī)玻璃蓋板，7-取樣口或進(jìn)水口，8-溢流口或出水口，9-探頭插口(可插入pH電極、溶解氧電極、余氯電極等)，下同；圖2是本發(fā)明“管段模擬反應(yīng)器”的正向剖面圖；圖3是該反應(yīng)器有機(jī)玻璃上蓋板的俯視圖；圖4是該反應(yīng)器有機(jī)玻璃下蓋板的仰視圖；圖5是硫酸根濃度對(duì)管段鐵釋放速率的影響效果圖(注圖中標(biāo)示點(diǎn)為N = 6次
5測(cè)試的平均值及誤差線，各反應(yīng)器鐵釋放速率增加值為相對(duì)于硫酸根濃度25mg/L穩(wěn)定運(yùn)行期的增加值)；圖6是硫酸根濃度對(duì)管段出水濁度的影響效果圖(注圖中標(biāo)示點(diǎn)為N = 6次測(cè)試的平均值及誤差線，各反應(yīng)器出水濁度增加值為相對(duì)于硫酸根濃度25mg/L穩(wěn)定運(yùn)行期的增加值)；圖7是硫酸根濃度對(duì)管段出水色度的影響效果圖(注圖中標(biāo)示點(diǎn)為N = 6次測(cè)試的平均值及誤差線，各反應(yīng)器出水色度增加值為相對(duì)于硫酸根濃度25mg/L穩(wěn)定運(yùn)行期的增加值)。
具體實(shí)施例方式本發(fā)明是一種適用于給水管網(wǎng)水質(zhì)化學(xué)穩(wěn)定性研究的管段模擬反應(yīng)器裝置和方法，為了更清楚的說(shuō)明本發(fā)明的技術(shù)特點(diǎn)，下面通過(guò)實(shí)施方式，并結(jié)合附圖進(jìn)行說(shuō)明1.管道水滯留條件的靜態(tài)試驗(yàn)實(shí)施方式。步驟(1)，設(shè)定水質(zhì)條件的試驗(yàn)水通過(guò)進(jìn)水口 7或探頭插口 9引入到管段模擬反應(yīng)器中的所述試驗(yàn)管段5內(nèi)，一直到淹沒(méi)試驗(yàn)管段上邊緣，再關(guān)閉所述進(jìn)水口 7 ；步驟( ，微電機(jī)1帶動(dòng)攪拌槳2對(duì)所述試驗(yàn)管段內(nèi)的水體進(jìn)行攪拌，同時(shí)，調(diào)整所述微電機(jī)1的轉(zhuǎn)速，控制所述試驗(yàn)管段內(nèi)壁剪切流速與實(shí)際管道水流流速相同；步驟(3)，通過(guò)探頭插口 9的電極外接在線監(jiān)測(cè)儀表對(duì)反應(yīng)器內(nèi)試驗(yàn)水樣的相關(guān)指標(biāo)進(jìn)行監(jiān)測(cè)，并通過(guò)自動(dòng)加藥系統(tǒng)控制相應(yīng)藥劑的投加量，以精確調(diào)控反應(yīng)器內(nèi)試驗(yàn)水樣的該項(xiàng)指標(biāo)(消毒劑、PH等)處于預(yù)設(shè)濃度范圍；步驟0)，經(jīng)過(guò)設(shè)定的一段滯留時(shí)間后，打開(kāi)取樣口 7，監(jiān)測(cè)出水水質(zhì)，在把所述試驗(yàn)管段內(nèi)所述試驗(yàn)水放空后，再重新加入新的試驗(yàn)水。2.管道水流動(dòng)條件的動(dòng)態(tài)試驗(yàn)實(shí)施方式。步驟(1)，設(shè)定水質(zhì)條件的試驗(yàn)水通過(guò)流量計(jì)或計(jì)量泵由進(jìn)水口 7引入到試驗(yàn)管段5中，所述試驗(yàn)水自下而上，直到由溢流口 8流出；步驟( ，微電機(jī)1帶動(dòng)攪拌槳2對(duì)所述試驗(yàn)管段內(nèi)的水體進(jìn)行攪拌，同時(shí)，調(diào)整所述微電機(jī)1的轉(zhuǎn)速，控制所述試驗(yàn)管段內(nèi)壁剪切流速與實(shí)際管道水流流速相同；步驟(3)，通過(guò)探頭插口 9的電極外接在線監(jiān)測(cè)儀表對(duì)反應(yīng)器內(nèi)試驗(yàn)水樣的相關(guān)指標(biāo)進(jìn)行監(jiān)測(cè)，并通過(guò)自動(dòng)加藥系統(tǒng)控制相應(yīng)藥劑的投加量，以精確調(diào)控反應(yīng)器內(nèi)試驗(yàn)水樣的該項(xiàng)指標(biāo)(消毒劑、PH等)處于預(yù)設(shè)濃度范圍；步驟(4)，試驗(yàn)水采用直流式流動(dòng)或循環(huán)式流動(dòng)，定期監(jiān)測(cè)出水水質(zhì)。利用該發(fā)明裝置和方法針對(duì)硫酸根對(duì)給水管網(wǎng)鐵穩(wěn)定性的影響進(jìn)行了試驗(yàn)研究。 試驗(yàn)管段取自于已使用20年左右的DN100無(wú)襯鑄鐵管，管段長(zhǎng)度為10cm，外壁和切口處均用環(huán)氧樹(shù)脂涂覆，電機(jī)轉(zhuǎn)速為300轉(zhuǎn)/分(管壁流速約為0. 6m/s)，停留時(shí)間為8小時(shí)，各反應(yīng)器內(nèi)水樣的硫酸根濃度分別為50mg/L、75mg/L、100mg/L、130mg/L、180mg/L,監(jiān)測(cè)反應(yīng)器出水的總鐵濃度、濁度和色度，試驗(yàn)結(jié)果如附圖5-7中所示。結(jié)果表明，隨著硫酸根濃度的增加，管段管垢的鐵釋放量也相應(yīng)增加，造成水樣的總鐵、濁度、色度指標(biāo)明顯升高。綜上所述，本發(fā)明裝置和方法安裝靈活、操作簡(jiǎn)單、用途廣泛，易于在實(shí)驗(yàn)室小試系統(tǒng)研究使用，能夠真實(shí)準(zhǔn)確地用于研究給水管網(wǎng)中多種水質(zhì)、水力條件對(duì)水質(zhì)化學(xué)穩(wěn)定性的影響，以及原水水質(zhì)化學(xué)組分變化條件下管網(wǎng)水質(zhì)穩(wěn)定性的控制技術(shù)。研究成果易于推廣，適用性強(qiáng)，可以有效地改善管網(wǎng)出水水質(zhì)，提高給水管網(wǎng)安全輸配飲用水的能力。
權(quán)利要求
1.給水管網(wǎng)水質(zhì)化學(xué)穩(wěn)定性研究用的管段模擬反應(yīng)器，其特征在于，該裝置包括試驗(yàn)管段、有機(jī)玻璃蓋板、電機(jī)支座以及微電機(jī)，其中試驗(yàn)管段，是一段取自于不同使用年限、或不同地區(qū)、或不同水廠供水范圍、或不同管材以及或不同管徑給水管網(wǎng)的已腐蝕管段，在其外壁和切口處涂覆有環(huán)氧樹(shù)脂；有機(jī)玻璃蓋板，在所述試驗(yàn)管段兩端的環(huán)形切口斷面上各蓋有一塊，兩塊所述有機(jī)玻璃蓋板的外周用多個(gè)螺栓連接，在各所述有機(jī)玻璃蓋板與相應(yīng)所述的環(huán)形切口斷面間用橡膠墊圈密封，而該橡膠墊圈與相應(yīng)所述的環(huán)形切口斷面間內(nèi)襯聚四氟乙烯墊片，在第一所述有機(jī)玻璃蓋板上開(kāi)有多個(gè)能插入包含PH電極、溶解氧電極、余氯電極在內(nèi)的多種探頭的插口，各所述插口能兼作藥劑投加口用，在第二所述有機(jī)玻璃蓋板上開(kāi)有取樣口和進(jìn)水 Π ；電機(jī)支座，下部與第一所述有機(jī)玻璃蓋板連接，上部用來(lái)固定攪拌電機(jī)，中部側(cè)壁上開(kāi)有溢流口和出水口；微電機(jī)，安裝在所述電機(jī)支座上，且與所述試驗(yàn)管段同軸，該微電機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)軸末端同軸連接有一個(gè)耐腐蝕的攪拌槳，經(jīng)所述電機(jī)支座插入所述試驗(yàn)管段內(nèi)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的給水管網(wǎng)水質(zhì)化學(xué)穩(wěn)定性研究用的管段模擬反應(yīng)器而提出的一種管道水滯留條件的靜態(tài)試驗(yàn)方法，其特征在于，依次含有以下步驟步驟(2. 1)，設(shè)定水質(zhì)條件的試驗(yàn)水通過(guò)進(jìn)水口或探頭插口引入到管段模擬反應(yīng)器中的試驗(yàn)管段內(nèi)，一直到淹沒(méi)試驗(yàn)管段上邊緣，再關(guān)閉所述進(jìn)水口 ；步驟(2.幻，微電機(jī)帶動(dòng)攪拌槳對(duì)所述試驗(yàn)管段內(nèi)的水體進(jìn)行攪拌，同時(shí)，調(diào)整所述微電機(jī)的轉(zhuǎn)速，控制所述試驗(yàn)管段內(nèi)壁剪切流速與實(shí)際管道水流流速相同；步驟0.3)，通過(guò)在線監(jiān)測(cè)儀表對(duì)反應(yīng)器內(nèi)試驗(yàn)水樣的相關(guān)指標(biāo)進(jìn)行監(jiān)測(cè)，并通過(guò)自動(dòng)加藥系統(tǒng)控制相應(yīng)藥劑的投加量，以精確調(diào)控反應(yīng)器內(nèi)試驗(yàn)水樣的該項(xiàng)指標(biāo)(消毒劑、PH 等)處于預(yù)設(shè)濃度范圍；步驟(2. 4)，經(jīng)過(guò)設(shè)定的一段滯留時(shí)間后，打開(kāi)取樣口，監(jiān)測(cè)出水水質(zhì)，在把所述試驗(yàn)管段內(nèi)所述試驗(yàn)水放空后，再重新加入新的試驗(yàn)水。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的給水管網(wǎng)水質(zhì)化學(xué)穩(wěn)定性研究用的管段模擬反應(yīng)器而提出的一種管道水流動(dòng)條件的動(dòng)態(tài)試驗(yàn)方法，其特征在于，依次含有以下步驟步驟(3. 1)，設(shè)定水質(zhì)條件的試驗(yàn)水通過(guò)流量計(jì)或計(jì)量泵由進(jìn)水口引入到試驗(yàn)管段中， 所述試驗(yàn)水自下而上，直到由溢流口流出；步驟(3.幻，微電機(jī)帶動(dòng)攪拌槳對(duì)所述試驗(yàn)管段內(nèi)的水體進(jìn)行攪拌，同時(shí)，調(diào)整所述微電機(jī)的轉(zhuǎn)速，控制所述試驗(yàn)管段內(nèi)壁剪切流速與實(shí)際管道水流流速相同；步驟(3.3)，通過(guò)在線監(jiān)測(cè)儀表對(duì)反應(yīng)器內(nèi)試驗(yàn)水樣的相關(guān)指標(biāo)進(jìn)行監(jiān)測(cè)，并通過(guò)自動(dòng)加藥系統(tǒng)控制相應(yīng)藥劑的投加量，以精確調(diào)控反應(yīng)器內(nèi)試驗(yàn)水樣的該項(xiàng)指標(biāo)(消毒劑、PH 等)處于預(yù)設(shè)濃度范圍；步驟(3. 4)，試驗(yàn)水采用直流式流動(dòng)或循環(huán)式流動(dòng)，定期監(jiān)測(cè)出水水質(zhì)。
全文摘要
給水管網(wǎng)水質(zhì)化學(xué)穩(wěn)定性研究用的管段模擬反應(yīng)器和方法，屬于飲用水處理技術(shù)領(lǐng)域。其特征在于以攪拌產(chǎn)生的橫向環(huán)流來(lái)模擬實(shí)際管道中的縱向水流條件，研究水與管段內(nèi)壁管垢長(zhǎng)時(shí)間接觸產(chǎn)生的水質(zhì)變化。截取具有一定使用年限的腐蝕管段，與有機(jī)玻璃蓋板連接成“管段模擬反應(yīng)器”。反應(yīng)器上設(shè)備有探頭插口，可外接pH、溶解氧和余氯等在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)和藥劑自動(dòng)投加設(shè)備，將試驗(yàn)水質(zhì)參數(shù)穩(wěn)定運(yùn)行在一定范圍。開(kāi)啟微電機(jī)帶動(dòng)攪拌槳對(duì)反應(yīng)器內(nèi)水體進(jìn)行攪拌，試驗(yàn)水體與腐蝕管垢經(jīng)過(guò)一段時(shí)間接觸后，水中的化學(xué)離子組分與管垢發(fā)生反應(yīng)，從而導(dǎo)致管垢金屬離子釋放。根據(jù)研究得到的相關(guān)技術(shù)參數(shù)，能很好地使用戶出水水質(zhì)達(dá)到國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)飲用水的目標(biāo)要求。
文檔編號(hào)G01N33/18GK102426224SQ201110258380
公開(kāi)日2012年4月25日 申請(qǐng)日期2011年9月2日 優(yōu)先權(quán)日2011年9月2日
發(fā)明者張曉健, 汪雋, 米子龍, 陸品品, 陳超 申請(qǐng)人:清華大學(xué)