[发明专利]一种饮用水输配系统中铁离子浓度控制方法

说明书

一种饮用水输配系统中铁离子浓度控制方法，属于城市饮用水输配系统中腐蚀管道领域。利用模拟装置对饮用水输配系统中铁离子浓度的控制方法进行研究，得到的实验结果更能说明实际问题。本发明的控制主体水水质的回归方程和影响因素3D图，可以根据回归方程和影响因素3D图调控主体水水质，进而控制主体水和闭塞水中铁离子浓度，保证老化腐蚀的管道中饮用水的安全输配。

技术领域

本发明属于城市饮用水输配系统中腐蚀管道领域，涉及饮用水输配系统中铁离子浓度控制方法。

背景技术

饮用水输配系统中的铁质管道发生腐蚀会导致饮用水中出现金属味和霉味，自来水公司会受到消费者投诉。针对饮用水中金属味的研究表明，金属离子的存在增加了饮用水的苦味和咸味以及一些涩味。虽然金属铁本身没有味道，但是这种物质可能通过天然存在的抗氧化剂如维生素C被还原为Fe(II)，从而产生金属味。虽然饮用水中由于管道腐蚀所释放的铁对人体健康没有直接影响，但是当管道发生腐蚀时会导致溶解氧和消毒剂的消耗，进而给有害生物膜生长提供所需的条件，有害生物膜的存在会对人类健康造成危害。

饮用水输配系统中管道的铁离子释放涉及管道和饮用水之间的电化学或物理化学作用。氧化反应导致管道内表面的劣化，使得管道表面上两个不同点处存在电势差从而加快管道的腐蚀。管垢还可以作为铁的储存器，在水质水力条件发生变化时导致铁释放到饮用水中。影响饮用水输配系统中管道的腐蚀和铁释放现象的因素包括pH值、硫酸根、氯离子等。

目前的研究大多数对于铁离子控制的方法都是在相对宏观的层次上，以管网内部主体水为研究介质分析不同因素对铸铁管道腐蚀和铁释放的影响，从而控制管网中铁离子的释放，而未考虑闭塞水所起的影响作用。闭塞水中富含的大量铁、锰等离子，在一定条件下这些金属离子很可能在闭塞水、管垢及主体水之间迁移转化，释放到主体水中，引起饮用水二次污染。因此，从微观角度出发，将闭塞水引入控制饮用水中铁离子浓度方法研究中是十分必要的。

发明内容

本发明的目的是提供一种饮用水输配系统中铁离子浓度控制方法，以解决上述难题，通过对调节主体水中pH值、氯离子和硫酸根的浓度，来控制主体水和闭塞水中的铁离子浓度，以此控制饮用水中的铁离子浓度，实现在发生腐蚀的管道中饮用水安全输配。

本发明采用的具体技术方案为：

一种饮用水输配系统中铁离子浓度控制方法，包括如下步骤：

第一步，该装置由三部分组成，分别是主体水区域、管垢区域以及闭塞水区域；主体水区域通过管垢区域与闭塞水区域连通；整个装置仅在主体水区域设置进、出水口；主体水区域用蠕动泵连接，以模拟主体水的流动状态；将模拟自来水倒入主体水区域，除氧的模拟闭塞水倒入闭塞水区域，管垢区域添加混合管垢，给闭塞区铸铁添加1mA的电流以加快腐蚀速率，并启动蠕动泵，根据要求运行指定时间；

第二步，根据表1给定的因素水平配置主体水，再根据表2给定的顺序依次进行；

表1.设计因素和水平

表2.设计安排

第三步，测试待测样品

分别在测试前后对主体水和闭塞水进行取样，通过电感耦合等离子体质谱仪测定主体水和闭塞水中铁离子的浓度。

第四步，结果分析，对0小时和48小时主体水和闭塞水中的铁离子浓度进行测定