影響管網水質化學穩定性的因素及控制措施

趙程偉

（四川大學，四川 成都 610065）

近年來，隨著飲用水處理技術的持續提升，城鎮供水水廠的出廠水已基本達標，但出廠水進入市政管網仍舊會發生一系列的物理、化學反應，引起濁度、色度等指標惡化，造成了管網水質的二次污染。美國科學家M.Edwards在2003年IWA年會的報告中指出給水管網中出現的各種水質問題將是對21世紀世界各國供水行業的極大挑戰，并會逐漸成為人們的研究熱點。

1 管網水質化學穩定性的影響因素

（1）水源的影響。地下水出廠水與地表水出廠水相比較，總硬度，溶解性總固體、硫酸鹽、氯化物等含量較高。因此，從兩類判別指標的影響因素來看，一般地下水的腐蝕性要大些。海水淡化，水中的氯化物、硫酸鹽、硬度、堿度、溶解性總固體、總硬度等值均遠小于自來水的。所以其蘊angelier飽和指數也很小，飽和性很低并具有嚴重腐蝕傾向，易造成管網腐蝕，產生“黃水”現象。

為了應對突發性水源污染事件，我國多地水廠均采用多水源供水，但水源在切換的過程中也能造成水質的變化。在換水過程中新水源水與原水源水在化學組分上的差異，可能會引起穩定性判別指數的變化，進而會破壞管垢原有的平衡，同時加劇鐵制管道的腐蝕，使鐵溶解并積累沉積，最終會導致管網水因鐵銹增多而變紅，產生“黃水、紅水”現象。例如天津市和石家莊市在切換水源的過程中，就曾出現過大范圍的黃水問題。

（2）管材的影響。自來水的管網水與出廠水的水質相比較，影響水質穩定性的水質指標溶解性總固體和總硬度等的含量一般會增大。因此，水質變化情況與所用管材關系密切。

目前常用的管材有金屬管道、塑料管材和復合管等。其中舊管網大多采用鑄鐵管，而其輸送介質水由于含有多種化學成分和離子，本身就有一定的腐蝕性，同時供水管網中的消毒劑余氯離子也增加了水對管道的侵蝕性，所以水在管內流動過程中易形成管內腐蝕現象，導致水產生鐵銹等。而塑料管和復合管，隨著時間的延長，一定程度上也會溶解到水中一些化學物質，但從水質化學穩定性的定義來看，其主要指的是金屬管道，塑料管道和復合材料管道的水質化學穩定性要好得多。

（3）常規水處理工藝對水質化學穩定性的影響。研究表明水廠的源水對金屬管道不一定有太大的腐蝕性，而水的腐蝕性往往是在水處理過程中增強的。混凝工藝中，無機聚合鋁鹽或鐵鹽混凝劑的投加，會導致水的pH值和堿度下降。另外混凝劑本身所包含的氯離子、硫酸鹽釋放到水中，判別指數蘊arson比率增大，管網水質的化學穩定性會變差，從而加劇對金屬管道的腐蝕；現在水廠最常用的消毒方式是液氯消毒，而采用液氯消毒時，液氯與水反應生成HOCl和HCl，會中和水中的一部分堿度，使水的pH 值和堿度降低，使蘊angelier飽和指數降低。另外，水中氯離子濃度也會增加，使判別指數蘊arson比率增大，進而會造成管網水的化學穩定性變差，腐蝕性增強。

2 管網水質化學穩定性的控制措施

國外許多研究都致力于探索鐵腐蝕的過程和機理，如果過程和機理沒有被很好地理解和控制，引起的“黃水”現象依舊會對用戶產生危害。所以，下列控制穩定性的方法中有些包含了對腐蝕的控制。

（1）加快對輸水干管的改造，盡快更新超出使用年限的管段，盡量采用PE管、UPVC管、以及塑料復合管等新型管材。

（2）加強管網水質監測工作。可以在管網中設置在線水質監測點，隨時監測影響管網水質穩定性的水質指標的變化情況，并及時根據變化情況，對水處理工藝做出調整，加強對管網的維護，降低水質變化對管網的腐蝕。

（3）定期對管網進行沖洗消毒，保證管道內壁的清潔。對給水管網內壁已發生腐蝕的，尤其用戶投訴黃水問題較多的區域，要增加沖洗頻率。

（4）改進常規處理工藝。混凝階段，投加NaHCO3、Na2CO3、NaOH、石灰等堿性物質來調節水的pH值。但考慮到石灰來源廣泛，價格低廉，也易于控制，盡量采用投加石灰的方法，調節水的pH值；當水中CO2濃度很高時，可以曝氣去除CO2，使得［H2CO3］/［HCO3］的比值降低，從而使水體的pH值升高；相對于液氯消毒，次氯酸鈉消毒，水解過程中會產生一定的堿度，能提高蘊angelier飽和指數，從而提高水的穩定性；二氧化氯溶于水，幾乎不與水發生化學反應，對水pH值的影響也很小。所以可采用這兩種消毒方法代替氯消毒。

（5）水源方面的控制。由于地表水和地下水水質差異較大，在進行水源切換時，地表水源和地下水源盡量不要摻混，即使摻混也要經試驗得出合適的摻混比例。

切換水源過程中，可以通過提高pH值、增加堿度、投加緩蝕劑、嚴格保證余氯指標等方法來控制管網水質穩定性，減輕“紅水”現象。

［1］ 張曉健，牛璋彬.給水管網中鐵穩定性問題及其研究進展［J］.中國給水排水，2006，22（2）：13-16.