水質(zhì)穩(wěn)定、管網(wǎng)改造及運(yùn)行管理間的相互關(guān)系

時間：2007-05-29 來源： 作者：

1. 背景

　　當(dāng)前談城市供水系統(tǒng)的水質(zhì)，相對而言凈水廠出廠水的水質(zhì)比較好，而用水戶放出的水問題不少。這里存在管網(wǎng)的結(jié)構(gòu)缺陷、管網(wǎng)的運(yùn)行管理毛病，同時也存在出廠水的水質(zhì)穩(wěn)定問題。當(dāng)前談水質(zhì)穩(wěn)定系指化學(xué)穩(wěn)定性及生物穩(wěn)定性兩個方面，應(yīng)該說在不少城市供水系統(tǒng)中這兩個方面都存在著不同程度的問題，遺憾的是在國內(nèi)外飲用水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)上，大多數(shù)沒有相關(guān)的要求，當(dāng)然國內(nèi)更沒有一家供水企業(yè)在供水的穩(wěn)定性上作出積極的對策。
　　在九十年代初，編制“城市供水行業(yè)2000年技術(shù)進(jìn)步發(fā)展規(guī)劃”時，筆者承擔(dān)‘改善管網(wǎng)水質(zhì)’子課題的主稿，對占當(dāng)時全國城市供水能力近一半的供水企業(yè)進(jìn)行了函調(diào)，函調(diào)資料匯總時，充分考慮了各企業(yè)供水規(guī)模的差異后，進(jìn)行加權(quán)平均，資料匯總分析的部分結(jié)論，如表1及表2。

表1

表2

　　針對供水管網(wǎng)中存在微生物孳生的條件，近十多年來國內(nèi)外學(xué)者提出生物穩(wěn)定性的問題，對于國內(nèi)供水企業(yè)多數(shù)采用液氯消毒法，特別采取源水預(yù)氯化措施，使出廠水的生物穩(wěn)定性存在差距。
　　管網(wǎng)水渾濁度比出廠水高24～37％，紅水、黑水現(xiàn)象經(jīng)常困擾各城市的供水管網(wǎng)，用水戶十分反感，對自來水的信譽(yù)產(chǎn)生質(zhì)疑，導(dǎo)致‘各類純凈水’搶占了大量的市場。
　　因此，管網(wǎng)水的穩(wěn)定性問題值得進(jìn)一步研究，應(yīng)通過試點探討對策；管網(wǎng)的合理改造及科學(xué)的運(yùn)行管理亦應(yīng)值得高度的重視。
管內(nèi)腐蝕、結(jié)垢對水質(zhì)影響的機(jī)理
　　由凈水廠輸出的自來水不可能是純水，它含有某些無機(jī)物及微生物，水在管網(wǎng)內(nèi)流動時，有些水中化合物會分解，水和管內(nèi)壁的材質(zhì)亦會發(fā)生化學(xué)作用，水中殘存的細(xì)菌還可再繁殖，加之管網(wǎng)受到外來的二次污染，管網(wǎng)水質(zhì)發(fā)生變化，引起諸多問題。
　　水在管網(wǎng)流動的過程中，由于腐蝕等原因，往往形成管內(nèi)腐蝕、沉淀及結(jié)垢的情況，結(jié)垢層的厚度和管道輸配水的年數(shù)（管齡）有關(guān)，隨著時間的延續(xù)，管道有效截面積的縮小，直接影響管道的輸配水能力。這些結(jié)垢層又是細(xì)菌孳生的場所，形成“生物膜”，國內(nèi)學(xué)者稱“生長環(huán)”，直接威脅著水質(zhì)的安全。形成管內(nèi)結(jié)垢層的原因，歸納起來有以下五個方面：
　　（1） 水對金屬管道內(nèi)壁腐蝕形成的結(jié)垢；
　�。�2） 水中碳酸鈣（鎂）沉淀形成的水垢；
　　（3） 水中含鐵量過高所引起的管道堵塞；
　�。�4） 管道內(nèi)的生物性堵塞；
　�。�5） 水中懸浮物沉淀。
　　以上五個方面有些往往又同時發(fā)生，形成不同形態(tài)的結(jié)垢與沉淀。如環(huán)向瘤狀沉積物、底部連續(xù)沉積物、底部與環(huán)向瘤狀混合沉積物、不均勻連續(xù)沉積物、均勻環(huán)向沉積物、底部瘤狀沉積物。
2.1水對金屬管道內(nèi)壁腐蝕形成的結(jié)垢
　　金屬被水浸蝕，對金屬而言呈現(xiàn)腐蝕現(xiàn)象。鐵管受腐蝕，產(chǎn)生鐵銹的機(jī)理有如下幾種論點：
2.1.1氧化理論
　　由于水中碳酸作用，鐵變成碳酸亞鐵，接著再被水中的氧所氧化，成為氫氧化鐵。
2.1.2過氧化理論
　　鐵首先和水合成為氫氧化亞鐵，這時產(chǎn)生的氫和水中的氧化合生成雙氧水，爾后氫氧化亞鐵和雙氧水化合生成氫氧化鐵。

　　Fe+2H₂0→Fe（OH）₂+H₂H₂+O₂→H₂O₂

　　2Fe（OH）₂+H₂O₂→Fe（OH）₃

2.1.3電化學(xué)理論
　　腐蝕是由于電化學(xué)反應(yīng)引起的，圖1表示鐵銹的生成機(jī)理。

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