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2009年
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關(guān)于給水排水管道材料對水質(zhì)的影響

前言 

輸配水系統(tǒng)是個巨大的反應(yīng)器,其內(nèi)出現(xiàn)的各種生物、物理和化學(xué)過程使管網(wǎng)水質(zhì)和水量均發(fā)生不同程度的變化,系統(tǒng)物理結(jié)構(gòu)也被破環(huán),導(dǎo)致運行安全性下降。 

腐蝕是生物、物理和化學(xué)過程相互作用的結(jié)果,常見于各種輸配水系統(tǒng)[1]。嚴重的管道腐蝕不僅使管網(wǎng)水的濁度、色度、細菌種類和數(shù)量、有毒重金屬含量等水質(zhì)指標惡化,而且引起管壁變薄穿孔,增加水頭損失和輸水能耗等[2,3]。有關(guān)腐蝕控制的研究對維持輸配水系統(tǒng)正常的服務(wù)功能具有重要意義。  

關(guān)于給水排水管道材料對水質(zhì)的影響

研究方法   

樣點選擇 

根據(jù)管道埋設(shè)年代,二次供水和水庫供水等情況,在某市市區(qū)內(nèi)選擇10個具有典型意義的樣點,研究管道在不同條件下發(fā)生的腐蝕。   

水樣采集 

將內(nèi)裝硫代硫酸鈉溶液(1.5%)的玻璃瓶滅菌后采集細菌學(xué)檢驗水樣,用于鐵、錳分析的水樣盛于聚乙烯瓶中。 

水樣采集在清晨進行。要求采樣人在前一天晚上將龍頭關(guān)嚴。1#—8#水樣按以下程序采集:

(1)在打開水龍頭瞬間用玻璃瓶接取第一個水樣,搖勻后將部分樣水分裝到聚乙烯瓶中,編號Sil(i=1,2…,8),用于評價水龍頭腐蝕對水質(zhì)的影響;

(2)讓水自由流淌2—3分鐘(根據(jù)樓層高低確定),分別用玻璃瓶和聚乙烯瓶接取第二個水樣,編號Ss,用于評價小口徑配水管對水質(zhì)的影響;

(3)在水繼續(xù)流淌5—8分鐘后接取第三個水樣,編號Si,用于分析主(干)管,二次供水水箱或水庫貯水的水質(zhì)。 

  采集第9#和10#水樣了解水質(zhì)在管網(wǎng)末梢,尤其是在戶內(nèi)發(fā)生的變化。在打開龍頭瞬間,第l,2,3,5,7分鐘時接取,編號SJk(j=1,2;k=l,2,…,6)。   

水樣分析 

用美國HACH公司生產(chǎn)的2100P型便攜式濁度計測樣水濁度,結(jié)果保留小數(shù)點后一位(0.1NTU)。  

平板法檢驗細菌總數(shù)[4I,29il℃培養(yǎng)72小時。根據(jù)菌落生長特征確定物種多樣性。   

多管發(fā)酵法(12管)檢驗鐵細菌數(shù)量。培養(yǎng)基組成:硫酸銨0,5g,硝酸鈉0.58,磷酸氫二鉀0.5g,七水合硫酸鎂0.58,檸檬酸鐵銨10.08,PH7.2—7.4,121℃滅菌15分鐘。   

原子吸收分光光度法測樣水中鐵、錳的含量。   

結(jié)果與分析 

可看出,用戶水龍頭腐蝕相當嚴重,流出水的濁度,細菌種類和數(shù)量,鐵和錳含量顯著高于同期支管和干管內(nèi)流動的水。 

小口徑配水管的腐蝕程度明顯差異。在早期埋設(shè)地區(qū),如2*,54,伊采樣地,管道已嚴重腐蝕。附生在管內(nèi)壁的鐵細菌易受水力沖刷而脫落,在水樣中的檢出量大。使用年限短的管道則較少被腐蝕。   干管水樣的鐵細菌數(shù)量和鐵含量較小口徑配水管水樣低,這表明干管腐蝕較小口徑配水管輕,這與干管內(nèi)水流速度快,微生物難以粘附生長并引起腐蝕等原因有關(guān)。 

可發(fā)現(xiàn),從干管到用戶水龍頭,腐蝕呈逐漸增強趨勢,水質(zhì)相應(yīng)惡化。 

水樣取自二次供水。從檢測數(shù)據(jù)看,水箱內(nèi)水的鐵、錳含量高,細菌種類多,鐵細菌數(shù)量尤其大。這些鐵細菌進入戶內(nèi)管道后易在水溫等環(huán)境條件適宜且水流水力停留時間長(夜間)的情況下增殖,進而發(fā)生粘附生長,不斷消耗管材和各種附件,縮短管道有效服務(wù)年限,也使水龍頭過早因腐蝕而出現(xiàn)關(guān)閉不嚴等現(xiàn)象,增加系統(tǒng)漏耗。 

 地區(qū)由距離水廠不遠的水庫供水。取樣研究時,正值腸道傳染病高發(fā)期,適當提高了加氯量,出廠水中無細菌檢出。但這種潔凈水流經(jīng)水庫后,水質(zhì)明顯下降,細菌增加到6種120個,鐵細菌檢出量達11.5個/ml,僅濁度有所下降,可能與懸浮顆粒在較長時間的靜止過程中發(fā)生了凝聚沉降有關(guān)。從檢測數(shù)據(jù)看,水庫水的二次污染是比較嚴重的。由于水庫調(diào)節(jié)較大范圍內(nèi)的供水,因而鐵細菌等影響輸配水系統(tǒng)腐蝕的細菌輸配出去后,給管道維護帶來很大困難?;旌瞎┧乃|(zhì)不穩(wěn)定。水箱內(nèi)水的濁度較低,但由于腐蝕等原因,水中細菌數(shù)量大,而直接從輸配水管道流出的水的濁度高。用戶要取得潔凈水,必須延長放水時間。 

水樣在其他用戶放水后接取。分析發(fā)現(xiàn),在積水排完后,龍頭流出水較潔凈。由此可見,啟用關(guān)閉時間較長的水龍頭時,適量排水是保證用水衛(wèi)生的有效措施。 

水樣取自7樓用戶。連續(xù)取樣過程中,水質(zhì)變化較復(fù)雜,但均能指示戶內(nèi)管發(fā)生了較為嚴重的腐蝕。   

討論 

輸配水系統(tǒng)的腐蝕受一系列物理、化學(xué)和生物過程的影響。物理作用,如水流對管壁的沖刷;化學(xué)作用,如管壁鐵銹的生成;生物作用,如調(diào)節(jié)金屬氧化還原反應(yīng)的微生物代謂I活動等都是控制管道腐蝕速率的因素。 

所進行的調(diào)查表明,水龍頭是輸配水系統(tǒng)內(nèi)腐蝕最嚴重的部位。這與水龍頭處存在多種水固,氣固,水氣界面,水腐蝕和大氣腐蝕等同時進行,材料損耗速度快有關(guān)。為防止水質(zhì)在用戶終端惡化,應(yīng)推廣使用造價低,耐腐蝕能力強的水龍頭。 

在居民區(qū)用水主要集中在幾個時間段,其余時間內(nèi),水在小口徑配水管及戶內(nèi)管內(nèi)基本處于停滯狀態(tài),有利于微生物隨機碰撞后發(fā)生粘附并穩(wěn)定增長,使管道在較短時間內(nèi)即出現(xiàn)腐蝕??紤]到小口徑配水管和戶內(nèi)管對壓力要求不高且PVC。PE管等的耐腐蝕性能好,建議在輸配水系統(tǒng)末端和近末端,設(shè)計施工室內(nèi)管道時多采用這些管材。 

隨著高層建筑的迅速隕起,二次供水范圍越來越廣。從調(diào)查結(jié)果看,二次供水設(shè)施內(nèi)流出的水的水質(zhì)嚴重下降并會導(dǎo)致室內(nèi)管道加速腐蝕;為了維持二次供水水質(zhì)的穩(wěn)定性,必須提高二次供水設(shè)施的設(shè)計,加強運行管理,尤其要重視定期清洗消毒工作,有關(guān)貯水材料的腐蝕控制,貯水量的適時調(diào)節(jié)等方面的研究也值得深人開展。 

水庫容積大,在較長的水力停留時間隊可能發(fā)生比較嚴重的底泥淤積并在下層形成厭氧環(huán)境,使硫酸鹽還原茵等厭氧菌增殖,同時出現(xiàn)硝化和反硝化等過程r51。定期監(jiān)測水庫水質(zhì),觀察水庫底部和周壁污泥積累情況并及時清洗對優(yōu)質(zhì)供水和管道維護是必要的。 

關(guān)于給水排水管道材料對水質(zhì)的影響

提高出廠水水質(zhì),杜絕二次污染的發(fā)生是控制輸配水系統(tǒng)腐蝕的根本途徑。每種水都具有腐蝕性,其強弱與水的理化特征和所接觸材料的表面性質(zhì)有關(guān)。如果條件許可,應(yīng)適當改進生產(chǎn)工藝,如用石灰調(diào)節(jié)出廠水pH,降低水的腐蝕性。一般情況下,與水質(zhì)惡化有關(guān)的腐蝕主要受生物過程調(diào)控。抑制微生物在輸配水系統(tǒng)內(nèi)生長,首先要防止微生物由于處理不徹底或發(fā)生二次污染從外界進入管道。為此,可對消毒工藝和消毒劑類型進行調(diào)整。二氧化氯等消毒劑的氧化性強,殺細菌抱子和病毒等微生物的能力超過氯且除THM前驅(qū)物效果好,可先用其對原水進行初級消毒,過濾后再投加氯,確保消毒效果。氯胺反應(yīng)活性差,但穩(wěn)定性好,在水力停留時間長的夜間可替代氯使用,達到持續(xù)殺菌的目的。抑制微生物再生長的其他措施包括對水進行深度處理,降低微生物生長所必需的營養(yǎng)物質(zhì)(如鐵)的含量,使微生物因營養(yǎng)缺乏而不能繁殖生長。 

輸配水系統(tǒng)的腐蝕與水在管道內(nèi)的流態(tài)密切相關(guān)。保持經(jīng)濟流速不僅能降低能耗,保證供水壓力,也可有效控制腐蝕的發(fā)生。在對整個輸配水系統(tǒng)進行評價時,應(yīng)設(shè)法改造緩流區(qū)等易出現(xiàn)水質(zhì)問題的區(qū)域,在全范圍內(nèi)均衡供水。 

輸配水系統(tǒng)發(fā)生腐蝕后,水質(zhì)嚴重下降。居民可根據(jù)水質(zhì)下降程度適當調(diào)整用水習(xí)慣,盡可能排盡積水后接取大口徑輸配水管內(nèi)流出的潔凈水。

供水部必須重視輸配水系統(tǒng)的腐蝕問題。在腐蝕嚴重區(qū),應(yīng)經(jīng)常開展沖洗工作。沖洗過程中,適當增加消毒劑用量,以殺死沖洗后重新懸浮的微生物。推薦在沖洗后投加腐蝕抑制劑,促進管道內(nèi)表面保護膜的形成。若積累的腐蝕產(chǎn)物引起管道輸水能力嚴重下降,應(yīng)有計劃地進行刮管襯里。

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標簽: 供水管道供水管道安裝

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