一种用于水质腐蚀性判定指数测定的反应器的制造方法
【技术领域】
[0001] 本实用新型涉及一种给水管网水质化学稳定性判定用反应器，特别涉及一种用于 控制铁释放的判定水质对给水管网铁质管材腐蚀性的判定用反应器，属于饮用水处理技术 领域。
【背景技术】
[0002] 在保证给水厂的出水水质达标的前提下，进一步保证出厂水在市政管网中保持化 学稳定，逐渐成为给水处理领域的研究重点。管网水质不稳定导致的危害最直观的为"黄 水"现象，近几年来，我国的多个地区发生了 "黄水"现象，特别是在水源切换或水力条件发 生变化时，这严重影响城市居民的日常工作生活，及工业企业的正常生产运行。因此，判断 并调节市政供水管网中的水质化学稳定性已成为当代水处理领域的重要课题。
[0003] 对水质化学稳定性的判定主要依靠水质稳定性判定指标，传统的判定指标主要有 饱和指数（LSI)、稳定指数（RSI)、碳酸钙沉淀势（CCPP)和拉森比率（LR)。其中，LSI和 RSI是基于碳酸钙沉淀来定义的，而该理论没有考虑到水中悬浮杂质和腐蚀产物对结晶的 诱导作用，也没有考虑到天然阻垢剂对结晶成长的阻碍和分散作用；CCPP也只考虑了碳酸 钙溶解和沉淀两个过程，这两个过程中影响较小的因素则忽略不计；LR则只考虑了腐蚀离 子（硫酸根和氯离子）和缓蚀离子（碳酸氢根），没有考虑对管道腐蚀存在影响的钙离子、 硝酸根离子等。
[0004] 目前，我国正在使用的供水管道主要以铁质管材为主，基于目前主要使用的判定 指标体系存在的缺陷，且没有针对铁质管材提出过相应的判定指标，在判断水质对铁质管 材腐蚀性方面缺乏有效的判定方法及其装置。
【发明内容】
[0005] 本实用新型所要解决的技术问题是针对现有技术的缺陷，提供一种基于控制铁释 放的水质腐蚀性判定用反应器，使其能充分考虑各水质指标对管网腐蚀性的影响，使判定 结果更科学、更准确。
[0006] 为解决这一技术问题，本实用新型提供了一种用于水质腐蚀性判定指数测定的反 应器，包括柱形反应器、搅拌器和多个挂片支撑架，所述柱形反应器底部固定在设备基座 上，其上部设有上盖；所述多个挂片支撑架沿周向均匀固定在柱形反应器内壁上；所述搅 拌器设置于柱形反应器内部、通过固定在柱型反应器上盖上的可调速电机带动旋转；所述 柱形反应器外部一侧设置有液位计，另一侧的下部设有取样口，其底部设有放空管；所述柱 形反应器的上盖上设有排气口和氮气进气管，氮气进气管上设有气管开关。
[0007] 本实用新型还包括调速器，所述调速器固定在设备底座的立面上、以调节搅拌器 的转速。
[0008] 所述柱型反应器的内壁、上盖内面以及搅拌器上均涂有惰性涂料。
[0009] 所述氮气进气管与外部氮气气罐连接。
[0010] 所述柱型反应器上盖的周边通过固定螺栓连接在柱型反应器上，在上盖与柱形反 应器之间设置橡胶垫圈密封；所述柱型反应器底部焊接有底板。
[0011] 所述柱型反应器采用不锈钢制成，直径为40cm，高为40cm。
[0012] 有益效果：本实用新型操作简单，便于在实验室研究使用，且装置体积小便于运 输，操作简单，适用于不同特征的给水管网，并能灵活的调整运行参数，适应能力强，能够准 确地反映当地不同水质的腐蚀性，而且研究成果易于推广，适用性强，能为管网安全输配饮 用水提供有效的数据参考。本实用新型用途多样，可用于研究不同水质指标（硫酸根、氯离 子、PH、碱度、硬度等）对铁释放和水质化学稳定性的影响及其控制技术，还可用于研究水 力条件（水流流速）对铁释放和水质化学稳定性的影响。
【附图说明】
[0013] 图1为本实用新型的结构示意图；
[0014] 图2为本实用新型结构不意俯视图；
[0015] 图3为本实用新型结构示意仰视图；
[0016] 图4为本实用新型A-A部剖面图。
[0017] 图中：1柱型反应器、2底板、3上盖、4可调速电机、5搅拌器、6挂片支撑器、7氮气 进气管、8放空管、9固定螺栓、10橡胶垫圈、11取样口、12液位计、13排气口、14气管开关。
【具体实施方式】
[0018] 下面结合附图及实施例对本实用新型做具体描述。
[0019] 图1所示为本实用新型的结构示意图。
[0020] 图2所不为本实用新型结构不意俯视图。
[0021] 图3所示为本实用新型结构示意仰视图。
[0022] 本实用新型的配套反应器包括柱形反应器1、搅拌器5和多个挂片支撑架6。
[0023] 所述柱形反应器1采用不锈钢制成，直径为40cm，高为40cm;其上部设有上盖3， 底部焊接有底板2。
[0024] 所述柱型反应器1上盖3的周边通过固定螺栓9连接在柱型反应器1上，在上盖 3与柱形反应器1之间设置橡胶垫圈10密封。
[0025] 所述柱形反应器1底部固定在设备基座上。
[0026] 所述柱形反应器1外部一侧设置有液位计12,，可直接读取柱形反应器1中水的体 积，柱形反应器1另一侧的下部设有取样口 11。
[0027] 所述柱形反应器1底部设有放空管8,用于在试验结束后或清洗反应器时，将柱型 反应器1中的水放空。
[0028] 所述多个挂片支撑架6沿周向均匀固定在柱形反应器1内壁上，用于固定管道挂 片。
[0029] 所述可调速电机4固定在柱型反应器1上盖3上，所述搅拌器5设置于柱形反应 器1内部，可调速电机4带动通过搅拌器5在柱型反应器1内部中心旋转。
[0030] 本实用新型还包括调速器，所述调速器固定在设备底座的立面上，用以调节搅拌 器5的转速。
[0031] 所述柱形反应器1的上盖3上设有排气口 13和氮气进气管7,氮气进气管7上设 有气管开关14。
[0032] 本实用新型还包括氮气气罐，通过氮气进气管7与柱形反应器1连接，测定时用氮 气将柱型反应器1上部的剩余空气赶出，使空气中的氧气不再溶于反应用水中。
[0033] 所述柱型反应器1的内壁、上盖3内面以及搅拌器5上均涂有惰性涂料。
[0034] 本实用新型的使用方法，由挂片反应试验、建立铁释放速率模型、提出腐蚀性判定 指数三部分组成，可用于准确、科学的判断管网水对铁质管材的腐蚀性。
[0035] 具体包括如下步骤：
[0036] 1、采用配套反应器进行挂片反应试验，确定试验用水的各水质指标与试验用水中 的总铁浓度变化：
[0037]a选用当地已服役且生成管垢的供水管道，切割成长约20cm、宽约6cm的若干挂 片，并在挂片外侧和切口处涂上防腐涂料，如环氧树脂等；
[0038] b打开柱型反应器1的上盖3,将挂片固定于挂片支撑架6上，将设定好水质条件 的试验用水倒入柱型反应器1中，使液面没过挂片，并读出液位计12显示的试验用水体 积；
[0039] c测定试验用水的水质指标，包括pH、总碱度、钙离子、硫酸根、氯化物、硝酸根、溶 解氧和总铁浓度；
[0040] d安装好柱型反应器1的上盖3后，打开氮气气罐将柱型反应器1内的剩余空气赶 出，用搅拌器5缓慢搅拌，反应10h后，测定反应器内水中的总铁含量；
[0041] e通过掺混或投加硫酸钠、氯化钠等药品改变试验水质后再进行若干次试验，分别 记录l〇h后的总铁浓度。
[0042] 2、建立铁释放速率模型：以挂片试验数据为基础，来建立铁释放速率模型。
[0043] 铁释放速率基于以下几点假设：a铁释放为零级反应，即管网水中总铁含量变化 与初始铁离子浓度无关；b水在管网中的停留时间最大为最不利停留时间10h;c溶于水中 的铁离子化合物不会形成沉淀附着在管道挂片上，d管网中的水力条件恒定，即流速不变。
[0044] 根据试验测得的总铁浓度变化，计算铁释放速率，计算方法如下：
[0045]
[0046] 式⑴中，vFe,1Q -10h平均铁释放速率，单位：mg/(m2*h);
[0047]V-试验用水的体积，单位：L;
[0048] 10-反应时间为10h;
[0049] CFe,t =i。一反应时间为10h时，柱形反应器水中总铁含量，单位：mg/L;
[0050] CFe,t =。一试验用水中的初始总铁含量，即t= 0时的总铁含量，单位:mg/L;
[0051] Sj^-试验选用挂片的总面积，单位：m2。
[0052] 铁释放速率模型以10h平均铁释放速率为因变量，其他7个水质