Przydatność modeli opartych o rozdrobnione metale do symulowania wpływu korozji na jakość wody
Loading...
Date
2015-11-04
Authors
Advisor
Editor
Journal Title
Journal ISSN
Volume Title
Publisher
Title alternative
The usefulness of models based on the shredded metals for studying the impact of corrosion on water quality
Abstract
Korozja materiałów stosowanych do dystrybucji wody pitnej może pogarszać jej jakość. Celem pracy było stworzenie modelu do badania wpływu korozji na jakość wody, opartego o opiłki metali lub stopów oraz ocena jego przydatności. Model pozwala zmniejszyć kubaturę konieczną do badań, ponieważ niewielka ilość opiłków posiada powierzchnię równoważną długim odcinkom rur. Łatwa modyfikacja stosunku objętości wody do powierzchni opiłków oraz sposobu kontaktu pozwala regulować szybkość jak i intensywność obserwowanych zmian parametrów wody. Elastyczność proponowanego modelu pokazano wykorzystując różne materiały stosowane w sieciach dystrybucyjnych (żeliwo, miedź, mosiądz) i badając wpływ różnych parametrów wody (dla żeliwa: pH, zasadowość, inhibitory fosforanowe i krzemianowe, azotany; dla miedzi: zasadowość, naturalna materia organiczna, inhibitory fosforanowe, chlorki) na zmiany jakości wody wywołane procesem korozji. Dla żeliwa i miedzi przeprowadzono eksperymenty porównawcze na rzeczywistych rurach.
Wykazano, że zmiany jakości wody następują przede wszystkim podczas stagnacji wody. Głównymi negatywnymi skutkami korozji żeliwa są wzrost stężenia żelaza, mętności oraz zanik tlenu. W przypadku korozji miedzi pogorszenie jakości wody wynika z uwalniania tego pierwiastka. Badany rodzaj mosiądzu powodował jedynie wzrost stężenia cynku. Modyfikacja określonych składników wody może mieć odmienny wpływ na uwalnianie metali z różnych materiałów stosowanych do dystrybucji wody.
The corrosion of materials used for distribution of drinking water may deteriorate its quality. The aim of this study was to develop a model to analyse the effect of corrosion on water quality, based on metal filings or alloys and the assessment of its usefulness. The model allows to reduce the space necessary for testing because a small amount of filings has a surface area equivalent to long sections of pipes. Easy modification of the ratio of the volume of water to the surface of the filings and the method of contact allows to adjust the rate and intensity of the changes observed in water parameters. The flexibility of the proposed model was demonstrated by means of different materials used in distribution networks (cast iron, copper, brass) and by studying the effect of different water parameters (for cast iron: pH, alkalinity, phosphate and silicate inhibitors, nitrates; for copper: alkalinity, natural organic matter, phosphate inhibitors, chlorides) on changes in water quality caused by corrosion process. Comparative experiments on real pipes were conducted for cast iron and copper. It has been shown that changes in water quality occur primarily during water stagnation. The main negative effects of corrosion of cast iron have the form of increased concentrations of iron, turbidity and decay of oxygen. For copper corrosion, the deterioration of water results from the release of this element. The tested brass resulted only in increased concentrations of zinc. Modification of specific components of water can have a different influence on the release of metals from various materials used for water distribution.
The corrosion of materials used for distribution of drinking water may deteriorate its quality. The aim of this study was to develop a model to analyse the effect of corrosion on water quality, based on metal filings or alloys and the assessment of its usefulness. The model allows to reduce the space necessary for testing because a small amount of filings has a surface area equivalent to long sections of pipes. Easy modification of the ratio of the volume of water to the surface of the filings and the method of contact allows to adjust the rate and intensity of the changes observed in water parameters. The flexibility of the proposed model was demonstrated by means of different materials used in distribution networks (cast iron, copper, brass) and by studying the effect of different water parameters (for cast iron: pH, alkalinity, phosphate and silicate inhibitors, nitrates; for copper: alkalinity, natural organic matter, phosphate inhibitors, chlorides) on changes in water quality caused by corrosion process. Comparative experiments on real pipes were conducted for cast iron and copper. It has been shown that changes in water quality occur primarily during water stagnation. The main negative effects of corrosion of cast iron have the form of increased concentrations of iron, turbidity and decay of oxygen. For copper corrosion, the deterioration of water results from the release of this element. The tested brass resulted only in increased concentrations of zinc. Modification of specific components of water can have a different influence on the release of metals from various materials used for water distribution.
Description
Wydział Chemii
Sponsor
Keywords
korozja, corrosion, dystrybucja wody, water distribution, jakość wody, water quality, żeliwo, cast iron, miedź, copper