水管材质对水质的影响

来源:http://www.shuizhifenxi.com/ 作者:余氯检测仪 时间:2018-08-06

  供水管网是给水系统的重要组成部分,改善管网水质是改善供水水质的一个重要环节。本文主要分析了管道管材对供水水质的影响以及防护措施。

  近年来,随着人民生活水平的逐渐提高,国内相关规范对管道管材的质量要求越来越严,有关部门对管道管材技术的发展非常重视,并投入大量的资金进行开发和研究。规范指出:给水系统所采用的管材,应符合现行产品标准的要求。正确选择管道管材对于系统的正常运行及水质的达标有深远的意义。

  1 对给水管材的要求

  目前给水管网中所用的管道材料种类较多,但是在一定的应用环境与条件下有其最佳选择,如果选择得当,将会带来好的技术经济效果,工程技术人员对此应该引起足够的重视和注意。

  筛选给水管道管材的条件:具备一定的抗外载荷能力;能承受所需内压;长期输水后,内壁仍然光滑,能继续保持很好的输水能力;与水接触后不会发生反应并产生有毒有害物质;耐腐蚀,使用寿命长;可就地取材,造价低;安装方便,维修简单。但由于多方面的原因,在实际工程中,给水管材一直难以完全达到上述要求。给水管道基本上以选用金属材料管道为主。因此,常有管道腐蚀结垢、堵塞的现象,管内的水质卫生状况也缺乏有效的监督保障。

  2 管道管材对供水水质的影响

  2.1 金属管材对水质的影响

  我国现有给水管网的管材一般采用钢管、铸铁管,当出厂水具有腐蚀性时或管道使用年限过长时,管道内壁就会腐蚀结垢,另外微生物的繁殖也会导致管道内壁结垢。锈蚀物中含有大量的铁、铅、锌和各种细菌及藻类,当管道内水流速度、方向或水压发生突变时,就会造成短时间的水质恶化,出现铁、锰、色度、浊度和细菌等指标值的大幅度上升。有研究表明,对于未作防腐处理的金属管道,当年限超过5 ~ 10 年时,污垢就已达到了恶化水质的程度,对于防腐处理较差的金属管道,3~ 5 年就开始出现腐蚀现象,管道使用年限越长,腐蚀越严重,水质情况越糟糕。同时,水中残留的细菌也可能再度繁殖,使得管内水质出现变化。由此可见,管道材料的选取对于供水水质的影响是非凡的。为了更好地确定材料对于水质的影响程度,做出以下分析。

  2.2 塑料管对水质的影响

  塑料管材对水质的主要影响在于其在使用过程中可浸出化学物质而将管内水质污染。目前,我国市政给水工程中广泛运用的塑料管是PE 管,由于PE 管材质无毒,耐腐蚀性能强,因此可以放心使用。

  3 防治措施

  现行城市供水水质标准要求:水中不得含有致病微生物;水中所含化学物质和放射性物质不得危害人体健康;水的感官性状良好。但由各种原因引起的管道内壁腐蚀结垢都将使供水水质受到“二次污染”,无法达到城市供水水质标准。所以,如何保证供水水质成为关键。

  3.1 提高出厂水水质和稳定性

  目前在改善水质稳定性方面比较现实的做法是推行调整pH 值法,即在水出厂前投加稳定剂,把pH 值调整至7 ~ 8.5,提高水的稳定性。

  3.2 更新供水管道系统

  新敷设的管道可采用给水塑料管、玻璃钢管、环氧树脂涂衬球墨铸铁管等。

  3.3 维护旧供水管道系统

  3.3.1 管道清垢

  对于旧管道,管道防腐成为关键。但是,重新敷设管道对城市破坏较大,而且费用不菲。目前比较成熟的免开挖管道修复技术除了能保证管道的使用寿命外,还减少了对城区的破坏,成本也较低,是解决供水管道腐蚀问题的行之有效的新方法。主要的技术方法有:

  (1)高压射流法。利用5 ~ 30 MPa 的高压水,靠喷水向后射出所产生向前的反作用力,推动运动,使其管内结垢脱落、打碎,随水流排掉。此种方法适用于中、小管道,一般采用的高压胶管长度为50 ~ 70 m。

  (2)机械清洗。若管壁内形成了坚硬的结垢,仅用水冲洗的方法是难以解决的,这时就需要采用机械刮除。对于小口径水管的结垢刮除,是由切削环、刮管环和钢丝刷组成,用钢丝绳在管内使其来回拖动,先由切削环在水管内壁结垢上刻划深痕,然后刮管环把管垢刮下,最后用钢丝刷刷净[6]。口径500 ~ 1 200 mm 的管道可用锤击式电动刮管机。它是用电动机带动链轮旋转,用链轮上的榔头锤击管壁来达到清除管道内壁结垢的一种机器,它通过地面自动控制台操纵,能在地下管道内自动行走,进行刮管。

  (3)弹性冲管器法。利用充气的专用工具来刮掉管道内壁附着物。使用弹性冲管器清洗管道,可针对软硬不同的锈蚀、结垢,选用不同形式的清管器,既可除掉管道内的锈蚀结垢物,也能对新管道通水前进行清除,并且节水、高效。弹性冲管器法适用于DN100 以上的各种口径管道除垢工作,一次清管长度可由几十米到几千米,只要管道直径没有改变,可以通过任何角度的弯管和阀门(除蝶阀外),进行长距离清管。清管时施工停水时间短,一般100 m 的管道,只需一天就可以清洗干净且恢复供水。弱点是目前国内还没有与其配套的衬里技术,另外,除锈效果也不是很好。

  (4)酸洗法。将一定浓度的盐酸或硫酸溶液放进水管内,浸泡14 ~ 18 h 以去除碳酸盐和铁锈等积垢,再用清水冲洗干净,直到出水不含溶解的沉淀物和酸为止。由于酸溶液也会侵蚀管壁,所以加酸时应同时加入缓蚀剂,以保护管壁少受酸的侵蚀。

  3.3.2 管壁防腐涂料

  旧管道清洗结垢后应在管内涂衬防腐涂料不仅可以使旧管道恢复原有输水能力,还能延长管道的使用寿命。这项工作是非常必要的。没有进行涂衬的管道,通水后的腐蚀速度非常快。

  (1)水泥砂浆衬里。水泥砂浆衬里依靠自身结合力和管壁支托结构的组合,结构牢靠,其粗糙系数比金属管小,除了对管壁能起到物理性能保障外,还能起到防腐蚀的化学性能[4]。涂层厚度为3 ~ 5 mm,水泥砂浆用M50 硅酸盐水泥或矿渣水泥和石英砂,按水泥∶ 砂∶ 水= 1 ∶ 1 ∶(0.37 ~ 0.4)的比例搅合而成。

  (2)环氧树脂涂衬法。环氧树脂具有耐磨性、柔软性、紧密性,使用环氧树脂和硬化剂混合后的反应型树脂,可以形成快速、坚固、耐用的涂膜。环氧树脂的涂层厚度达到0.5 ~ 1 mm,便可满足防腐要求。使用硬性环氧树脂涂衬后,经过2 h 的养护,清洗排水后便可使管道投入使用。

  4 结语

  给水管道中腐蚀程度地加深,必将导致供水水质受到污染。因此,目前迫切需要用新的管材(涂层)去装备新铺管线以及更新已有管线。现广泛使用的管材中,金属管材环氧树脂涂衬球墨铸铁管和塑料管PE管是表现比较良好的,另外,不锈钢管是值得大力推广的。加强对给水管道的管理,及时解决管内腐蚀问题,才可以有效改善供水水质并延长管道的使用寿命。

  参考文献:

  [1] 王蕾,杨敏,石宝有,顾军农,樊康平. 给水管网中管材对水质变化的影响研究[J]. 给水排水. 2006(S1)

  [2] 王丽,姚凯锋. 关于影响管网末梢水水质因素的分析[J]. 林业科技情报. 2010(01)

  [3] 庄钟敏. 供水管网水质污染的原因及解决方案[J]. 科技信息. 2010(12)

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