【摘要】：氧化還原電位(ORP)是水處理中常用的水質(zhì)綜合指標(biāo),可用來反映溶液體系的宏觀氧化還原特性,具有便于研制價(jià)格低廉,操作方法簡單,檢測結(jié)果迅速準(zhǔn)確等優(yōu)點(diǎn)。 本文的主要目的是完善給水管網(wǎng)鐵釋放機(jī)理,建立鐵釋放預(yù)測模型。本文利用室內(nèi)小試針對氧化還原電位(ORP)與鐵釋放的相關(guān)性展開研究；分析并提出了鐵釋放ORP作用機(jī)理,并且基于此機(jī)理提出建立了鐵釋放預(yù)測模型；最終利用室內(nèi)、室外管網(wǎng)中試平臺(tái)對該預(yù)測模型進(jìn)行驗(yàn)證。 現(xiàn)有鐵釋放機(jī)理研究認(rèn)為鐵釋放可分為好氧階段與缺氧階段。但由于缺乏定量研究,該機(jī)理尚未建立相應(yīng)的數(shù)學(xué)模型,無法用于鐵釋放預(yù)測。本文利用由2條管齡不同的腐蝕管道制成的小試裝置研究了不同影響因素及水平下(溶解氧、余氯、一氯胺、pH、溫度、氯離子、硫酸根)鐵釋放與ORP的相關(guān)性。利用實(shí)驗(yàn)結(jié)果建立了鐵釋放的ORP預(yù)測模型。同時(shí)研究了鐵細(xì)菌對鐵釋放的影響效果與ORP的關(guān)系。 室內(nèi)小試的實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明：1.ORP與鐵釋放具有一定的相關(guān)性,ORP會(huì)因?yàn)殍F釋放量上升而下降,并且它也可以分辨出鐵釋放的好氧階段與缺氧階段。2.ORP與鐵釋放的相關(guān)性并不會(huì)因管材、水質(zhì)條件變化的改變。3.因此ORP可以對復(fù)雜水質(zhì)條件下的鐵釋放風(fēng)險(xiǎn)進(jìn)行評價(jià)。ORP≤100mV,鐵釋放量超標(biāo)；ORP300mV,鐵釋放量達(dá)標(biāo)。4.對于鐵釋放問題,ORP與鐵細(xì)菌存在協(xié)同作用,ORP100mV時(shí),鐵細(xì)菌對鐵釋放基本不存在影響；而ORP100mV后,鐵細(xì)菌對鐵釋放有明顯的促進(jìn)作用。 基于上述實(shí)驗(yàn)結(jié)果與前人研究成果,本文提出了鐵釋放的ORP機(jī)理。本機(jī)理認(rèn)為：1.ORP決定了二價(jià)鐵的氧化速率,提高ORP會(huì)加快二價(jià)鐵的氧化速率,減少鐵釋放量。2.當(dāng)ORP低于臨界值后,二價(jià)鐵將無法被氧化,鐵釋放進(jìn)入缺氧階段。3.鐵濃度上升會(huì)導(dǎo)致ORP下降。基于此機(jī)理,本文提出了鐵釋放的ORP預(yù)測模型,該模型認(rèn)為水中的鐵釋放量與ORP符合指數(shù)模型。并可以根據(jù)ORP值對鐵釋放風(fēng)險(xiǎn)進(jìn)行評價(jià)。 利用室內(nèi)、室外管網(wǎng)中試對該模型的準(zhǔn)確性進(jìn)行驗(yàn)證。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明該模型的準(zhǔn)確性在不同季節(jié)、不同管材、不同管網(wǎng)位置、不同運(yùn)行工況的情況下均得到了很好驗(yàn)證。
【圖文】：

實(shí)驗(yàn)裝置示意圖

整個(gè)實(shí)驗(yàn)過程中棕色瓶的避光性，，密閉性良好，因此實(shí)驗(yàn)水質(zhì)成分沒有發(fā)生明顯的變化，實(shí)驗(yàn)結(jié)果見圖3.1。可以發(fā)現(xiàn)各組ORP值較為穩(wěn)定，不隨時(shí)間發(fā)生明顯變化。投加余氯（3、4)與一氯氨（5、6)可以明顯提高水體的ORP。但將其濃度從0.3mg/L增加至0.6mg/L后卻不能繼續(xù)明顯地升高ORP值。其余10組間ORP相差較小，最大的為pH6.1的13組，最小的為pH7.9的14組。造成以上實(shí)驗(yàn)結(jié)果的原因如下。37
【學(xué)位授予單位】：浙江大學(xué)
【學(xué)位級別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2014
【分類號】：TU991.2

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號：2527570