發(fā)布時間：2020-06-16 13:11

【摘要】：在過去的5個世紀里,鑄鐵管道在城市飲用水輸配系統(tǒng)中依舊發(fā)揮著不可替代的作用。但是由于管道的老化以及腐蝕,不僅會造成飲用水輸配過程中的能量損失,也會造成飲用水在輸配過程中受到二次污染。隨著社會經(jīng)濟的發(fā)展,居民的生活水平顯著提升,人們對于飲用水的要求也越來越高。因此調(diào)控飲用水水質(zhì),控制鑄鐵管道腐蝕是水工業(yè)迫切需要解決的難題。飲用水輸配系統(tǒng)中除輸送的主體水外,在使用多年的鑄鐵管道的管垢中還存在閉塞水,閉塞水由于其低pH值,高陰離子濃度,高金屬離子和厭氧等的特點,使得閉塞水在老化管道的腐蝕過程中起到至關(guān)重要作用。本文從閉塞水的角度出發(fā),研究了球墨鑄鐵管道在閉塞水和主體水中的腐蝕過程,結(jié)果發(fā)現(xiàn)主體水和閉塞水的管垢都是從不穩(wěn)定的管垢向穩(wěn)定的α-Fe_2O_3轉(zhuǎn)化,閉塞水中會產(chǎn)生一種銅綠(Green Rust)的管垢,這種管垢極不穩(wěn)定。采用模擬閉塞電池裝置研究了閉塞水中Fe、Mn、Cu和Cr的行為,以及閉塞水中Fe和Mn的來源。結(jié)果表明,閉塞水中Fe和Mn發(fā)生富集,而閉塞水中Cu和Cr隨時間逐漸降低。閉塞水中的Fe和Mn可遷移到主體水中,導致主體水的污染。閉塞水中的Fe和Mn主要來自金屬管道的腐蝕,管垢對閉塞水中Fe的向外遷移有一定的阻礙作用,但對Mn的遷移阻礙較小。閉塞水的存在會對飲用水造成污染,那么對于閉塞水金屬離子的遷移的影響因素研究是必不可少的。本文通過響應(yīng)面分析法研究主體水中水質(zhì)參數(shù)對主體水和閉塞水中金屬離子濃度變化值的影響發(fā)現(xiàn),主體水中Fe、Mn濃度變化值以及閉塞水中Mn濃度的變化值會隨著氯離子和硫酸根濃度的增加而增加,受pH值的影響不顯著。閉塞水中的Fe濃度變化值除了與氯離子和硫酸根濃度呈正相關(guān)外,還與pH值呈負相關(guān)。本文通過相關(guān)性分析研究了不同水質(zhì)判斷指數(shù)與主體水和閉塞水中金屬離子濃度的關(guān)系。研究發(fā)現(xiàn),只有Larson-Skold指數(shù)(LR)最能反映主體水和閉塞水中Fe和Mn濃度的變化值。為評估飲用水質(zhì)對管道的腐蝕和結(jié)垢潛力,本文利用全國59個地區(qū)的飲用水樣品分析了Fe濃度與Langelier飽和指數(shù)(LSI),Ryznar穩(wěn)定性指數(shù)(RSI),Larson-Skold指數(shù)(LR)和侵蝕性指數(shù)(AI)的相關(guān)性,同樣證實Fe濃度與LR有顯著的正相關(guān)性,因此,通過LR的值來評估飲用水的腐蝕性更符合我國飲用水輸配系統(tǒng)。通過健康風險模型評估了飲用水中的金屬離子對人體健康造成的風險,致癌重金屬元素風險值大小表現(xiàn)為CrCdSrFeMn,其中Cr金屬占總風險的97.1%,應(yīng)該對Cr優(yōu)先控制。
【學位授予單位】：大連理工大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2019
【分類號】：TU991.38

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本文編號：2716088