供水系統(tǒng)水質(zhì)變化對供水管網(wǎng)管道腐蝕影響

翟學(xué)東 閆學(xué)亞

（鄂爾多斯市安信泰環(huán)?？萍加邢薰?內(nèi)蒙古自治區(qū)鄂爾多斯 017000）

1 城市供水管網(wǎng)腐蝕原因分析

大部分城市供水管網(wǎng)在5年后會被腐蝕，大大降低腐蝕截面和管材強度等物理性能，縮短使用壽命。主要原因有以下三種：

1.1 電化學(xué)腐蝕

因為土壤是固體、液體和氣體三種材料組成的復(fù)雜混合物，土壤顆粒間充滿空氣，水和各種鹽類，埋地管道裸露的金屬，和土壤原電池電解液，導(dǎo)致金屬的電化學(xué)腐蝕。

1.2 雜散電流對管道的腐蝕

由于外部漏電的影響，土壤中的雜散電流通過管道，發(fā)生電解腐蝕。

1.3 細(xì)菌作用引起的腐蝕

研究表明，不同種類的細(xì)菌在微生物腐蝕過程中具有不同的腐蝕行為。如厭氧硫酸鹽還原劑存在于缺氧土壤中，將可溶性硫酸鹽轉(zhuǎn)化為硫化氫，增加土壤中H+濃度，加速埋地管線的腐蝕作用。

2 城市供水管網(wǎng)管道腐蝕現(xiàn)狀

在運輸過程中，主要的水質(zhì)問題是管道腐蝕產(chǎn)生的銹蝕。通過對給水管材的使用壽命、管徑、管材材料的觀察，給內(nèi)部腐蝕情況進行了分析和取樣。溶入管網(wǎng)內(nèi)的鐵，進一步反應(yīng)生成氧化鐵或氫氧化鐵，形成管垢。因此，在實際操作過程中避免鐵釋放，抑制管道腐蝕。

3 水質(zhì)變化對供水管網(wǎng)管道腐蝕影響實驗分析

目前，我國的水源轉(zhuǎn)換主要涉及地表水間的季節(jié)性或地表水與地下水源間的轉(zhuǎn)換，以及長距離調(diào)水工程。在供水切換的過程中，其前后水質(zhì)的差異，將導(dǎo)致管網(wǎng)的穩(wěn)定性變化及帶來供水風(fēng)險。

3.1 指標(biāo)分析

本實驗比對水源切換前后指標(biāo)（水廠常規(guī)出廠水與實驗水），見表1，得出如下結(jié)論：

①常規(guī)出廠水的電導(dǎo)率、TDS、硬度基本為實驗水的2倍，硫酸根濃度為4倍，氯離子濃度為6倍。

②各化學(xué)穩(wěn)定性指標(biāo)中，飽和指數(shù)IL、穩(wěn)定指數(shù)IR，侵蝕指數(shù)AI差異不大，但拉森指數(shù)LR差異比較大。

表1 水源切換前后指數(shù)對比表

3.2 其他實驗數(shù)據(jù)說明分析：

3.2.1 鐵釋放速度與關(guān)系

三階段鐵釋放速率分別約為:v1=0.0167mg/h*L，v2=0.0079mg/h*L，v3=0.0094 mg/h*L。鐵的釋放量與硫酸根和氯離子濃度呈正相關(guān)。硫酸根離子濃度的增加，進一步導(dǎo)致水的導(dǎo)電性。硫酸鹽離子半徑小的鈍化膜也十分容易穿透金屬表面，與管垢充分發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，造成腐蝕。

3.2.2 濁度變化

水的渾濁度隨時間的增加而增加。由于鐵氧化物不溶于水，水的濁度隨著鐵的釋放而增加，所以濁度隨時間的變化與鐵隨時間的變化規(guī)律一致。

3.2.3 溶解氧與余氯變化規(guī)律

隨著系統(tǒng)運行時間的延長，兩種水源的溶解氧和余氯明顯減少。供水管網(wǎng)的規(guī)模增加不僅能增加水供應(yīng)的能源消耗，導(dǎo)致濁度的增加和鐵含量的水網(wǎng)絡(luò)及余氯的衰減和溶解氧。

4 控制方法分析

4.1 磷酸鹽對管道腐蝕的控制

當(dāng)緩蝕劑吸附在金屬表面時，從化學(xué)角度來講，可以同時分別抑制陽極和陰極反應(yīng)。在減少腐蝕過程中的腐蝕電流后，就可以減緩腐蝕。

4.2 調(diào)節(jié)pH對管網(wǎng)內(nèi)部腐蝕的控制

管網(wǎng)中的pH值不僅可以影響腐蝕電位的大小，也可以影響到腐蝕形式。當(dāng)pH值降低時，隨著氫離子濃度的增加加劇氫腐蝕，造成氫去極化。

4.3 物理控制

機械刮板的施工長度一般為100-150米/次。對于長輸管道，應(yīng)將其劃分為幾個清洗段，一般5-7天完成。此外，還可以使用特殊的充氣工具刮除內(nèi)壁附著物。對于軟硬管道不同的腐蝕、結(jié)垢，可以選擇不同的清管方式。

結(jié)語

為了滿足現(xiàn)代人高水質(zhì)的要求，最重要的環(huán)節(jié)是在輸水過程中不滋生細(xì)菌，不污染水質(zhì)，不泄漏管道，不產(chǎn)生二次污染。因此，有必要對供水管道的腐蝕進行深入研究。