發(fā)布時(shí)間：2020-06-16 13:11

【摘要】：在過(guò)去的5個(gè)世紀(jì)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(huì)造成飲用水輸配過(guò)程中的能量損失,也會(huì)造成飲用水在輸配過(guò)程中受到二次污染。隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展,居民的生活水平顯著提升,人們對(duì)于飲用水的要求也越來(lái)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(diǎn),使得閉塞水在老化管道的腐蝕過(guò)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(guò)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(huì)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(lái)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(shí)間逐漸降低。閉塞水中的Fe和Mn可遷移到主體水中,導(dǎo)致主體水的污染。閉塞水中的Fe和Mn主要來(lái)自金屬管道的腐蝕,管垢對(duì)閉塞水中Fe的向外遷移有一定的阻礙作用,但對(duì)Mn的遷移阻礙較小。閉塞水的存在會(huì)對(duì)飲用水造成污染,那么對(duì)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(guò)響應(yīng)面分析法研究主體水中水質(zhì)參數(shù)對(duì)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(huì)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(fù)相關(guān)。本文通過(guò)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(píng)估飲用水質(zhì)對(duì)管道的腐蝕和結(jié)垢潛力,本文利用全國(guó)59個(gè)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(shí)Fe濃度與LR有顯著的正相關(guān)性,因此,通過(guò)LR的值來(lái)評(píng)估飲用水的腐蝕性更符合我國(guó)飲用水輸配系統(tǒng)。通過(guò)健康風(fēng)險(xiǎn)模型評(píng)估了飲用水中的金屬離子對(duì)人體健康造成的風(fēng)險(xiǎn),致癌重金屬元素風(fēng)險(xiǎn)值大小表現(xiàn)為CrCdSrFeMn,其中Cr金屬占總風(fēng)險(xiǎn)的97.1%,應(yīng)該對(duì)Cr優(yōu)先控制。
【學(xué)位授予單位】：大連理工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類號(hào)】：TU991.38

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