給排水管材對(duì)水質(zhì)的影響及對(duì)應(yīng)策略研究

鄒丹玲

（廣州自來(lái)水公司　廣東　廣州　510000）

給排水管材對(duì)水質(zhì)的影響及對(duì)應(yīng)策略研究

鄒丹玲

（廣州自來(lái)水公司廣東廣州510000）

本文介紹了現(xiàn)階段給排水管材應(yīng)用現(xiàn)狀，并通過(guò)分析無(wú)機(jī)物和有機(jī)物溶出量、管道涂層因材料脫落產(chǎn)生雜質(zhì)濃度的變化、生長(zhǎng)環(huán)生長(zhǎng)的難易程度等方面對(duì)水質(zhì)的影響，總結(jié)歸納出影響管內(nèi)水質(zhì)變化的因素，并提出相應(yīng)的應(yīng)對(duì)策略，以控制管內(nèi)水質(zhì)的變化，進(jìn)而為人們提供更好質(zhì)量的水。

排水管材；水質(zhì)；應(yīng)對(duì)策略

引言

隨著人們生活質(zhì)量水平的提高，人們對(duì)給排水管管材質(zhì)量要求也越來(lái)越嚴(yán)格，國(guó)家投入了大量資金來(lái)進(jìn)行研發(fā)及開(kāi)發(fā)管材和配件技術(shù)。研究學(xué)者經(jīng)過(guò)長(zhǎng)期探索和研究，發(fā)現(xiàn)管道中的水在運(yùn)輸過(guò)程中，發(fā)生了復(fù)雜的化學(xué)、物理、生物等方面的變化，致使管內(nèi)水質(zhì)發(fā)生變化，甚至可能會(huì)出現(xiàn)水中色度、濁度和細(xì)菌超標(biāo)等問(wèn)題。因此對(duì)管道管材正確選擇以及維護(hù)對(duì)正常運(yùn)行水管網(wǎng)系統(tǒng)和獲得較好水質(zhì)有重大的意義。

1　給排水管材現(xiàn)狀以及要求

1.1給排水管材的現(xiàn)狀

目前我國(guó)現(xiàn)階段水管網(wǎng)主要應(yīng)用不銹鋼管、塑料管、玻璃鋼管等作為給排水管管材，下面介紹一下三種管材的基本情況：

1.1.1不銹鋼管的應(yīng)用現(xiàn)狀

不銹鋼管作為給水管材擁有優(yōu)異的抗磨損性能，卓越的耐腐蝕性能，抗拉強(qiáng)度好，并且有良好的韌性和延展性。不銹鋼管化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定，在高溫和低溫條件下都能穩(wěn)定存在，不會(huì)產(chǎn)生有害物質(zhì)。另外，通過(guò)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)我們可以知道，不銹鋼使用壽命可長(zhǎng)達(dá)100年，可以減少管道的更換和維修，運(yùn)行費(fèi)用低。

1.1.2塑料管的應(yīng)用現(xiàn)狀

隨著國(guó)內(nèi)材料技術(shù)的快速發(fā)展，塑料管道的應(yīng)用也掀起了一陣新的高潮，國(guó)內(nèi)很多省市也開(kāi)始推廣使用UPVC塑料排水管和聚乙烯塑料排水管。塑料管道擁有耐腐蝕性能強(qiáng)，輸送水過(guò)程中不易產(chǎn)生污染的優(yōu)點(diǎn)，能保證管內(nèi)水質(zhì)穩(wěn)定。另外，塑料管擁有良好的耐水壓能力，在供水過(guò)程中安全系數(shù)高。

1.1.3玻璃鋼管的應(yīng)用現(xiàn)狀

作為一種新型的復(fù)合材料管材，玻璃鋼管擁有其他傳統(tǒng)管材所不能比擬的優(yōu)越性，玻璃鋼管具有優(yōu)良的耐腐蝕性、耐水性、力學(xué)性能以及耐溫性能，且重量輕，可以方便快捷的運(yùn)輸和安裝。因?yàn)槠鋼碛袃?yōu)良的抗污抗凍能力，所以安裝工程過(guò)程中不需要防污保溫的措施，可以大大減少工程維護(hù)費(fèi)用。

1.2對(duì)給排水管材的要求

我國(guó)目前有種類較多的管道材料，可以根據(jù)其使用環(huán)境和條件選擇最佳條件的給排水管材，可以獲得較好的經(jīng)濟(jì)技術(shù)效果。

我們要求給排水管材應(yīng)具有以下條件：①要具有良好的抗壓能力，在運(yùn)輸水的過(guò)程中能夠承受所需內(nèi)壓。②必須化學(xué)穩(wěn)定性好，在與水接觸后不會(huì)產(chǎn)生反應(yīng)生成有毒有害物質(zhì)。另外，要求給排水管道經(jīng)過(guò)長(zhǎng)期輸送水后，內(nèi)壁依然光滑，可以保持良好輸送水的能力。③耐腐蝕性能、使用壽命長(zhǎng)短、造價(jià)高低也是要求管材所需要考慮的問(wèn)題。

2　管材對(duì)水質(zhì)的影響

在通常情況下，供水在進(jìn)入管道前，均能達(dá)到我們所需標(biāo)準(zhǔn)，但其仍然不是純凈水，所以水中含有各類微生物、金屬元素以及化合物。在水的運(yùn)輸過(guò)程中，水中的微生物和細(xì)菌可能繼續(xù)進(jìn)行繁殖，使水質(zhì)發(fā)生變化。水在流動(dòng)時(shí)，水中殘留的化合物也會(huì)分解，使管內(nèi)材質(zhì)與水中化合物發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，水中產(chǎn)生新的物質(zhì)，也導(dǎo)致水質(zhì)發(fā)生了改變。

2.1管內(nèi)生物性堵塞

在供水未進(jìn)入給排水管道前，一般都有經(jīng)過(guò)消毒和凈化，沒(méi)有微生物生存和繁殖的環(huán)境和條件。但嗜鐵細(xì)菌是種特殊的化學(xué)營(yíng)養(yǎng)細(xì)菌，可以在有機(jī)物含量少的情況下，依靠亞鐵鹽類的氧化產(chǎn)生的能量在清潔的水中生存。因而嗜鐵細(xì)菌可以在管內(nèi)壁生存，并吸收亞鐵鹽產(chǎn)生氫氧化鐵，污染用水，形成堵塞，使管徑變窄。

2.2水中無(wú)機(jī)鹽的沉淀對(duì)水質(zhì)的影響

在水源中幾乎都含有鈣鎂等無(wú)機(jī)鹽陽(yáng)離子，并且二氧化碳溶于水會(huì)生成碳酸根陰離子，當(dāng)鈣鎂陽(yáng)離子和碳酸根陰離子相遇時(shí)，就會(huì)發(fā)生反應(yīng)產(chǎn)生碳酸鈣（鎂），由于碳酸鈣（鎂）難溶于水，當(dāng)含量達(dá)到一定程度會(huì)產(chǎn)生沉淀，影響了管道輸送水的能力。同時(shí)，這些無(wú)機(jī)鹽沉淀隨水的流動(dòng)進(jìn)入用戶家中，產(chǎn)生污垢，影響了用戶的飲水質(zhì)量。

2.3管材對(duì)管道內(nèi)余氯衰減速率的影響

國(guó)內(nèi)水廠主要通過(guò)液氯來(lái)對(duì)水管網(wǎng)進(jìn)行消毒，因此，管內(nèi)余氯衰減程度與其內(nèi)部水質(zhì)有很大的關(guān)聯(lián)，余氯衰減速率越快，管內(nèi)余氯越少，水質(zhì)越差。反之，水質(zhì)越好。管道材質(zhì)是影響余氯衰減速度的主要因素，若管內(nèi)壁表面光滑，化學(xué)性能穩(wěn)定，不易發(fā)生腐蝕和產(chǎn)生沉淀，因此微生物難以生存。這樣的管壁由于沉淀物、腐蝕產(chǎn)物及微生物含量較少，所以余氯衰減速率慢。相反條件下，由于腐蝕和沉積物堆積，促進(jìn)了微生物繁殖和生長(zhǎng)，微生物生長(zhǎng)又促進(jìn)了腐蝕的進(jìn)行，造成余氯衰減速率加快，余氯含量降低，使水質(zhì)變差。

2.4管材腐蝕對(duì)水質(zhì)的影響

金屬給排水管內(nèi)壁發(fā)生金屬腐蝕引起水中鐵、錳等金屬元素含量增加，導(dǎo)致水的色度和濁度增加，同時(shí)鐵銹溶在水中會(huì)產(chǎn)生臭味，造成水口感不好。另外，由于給排水管道在長(zhǎng)期輸水過(guò)程中發(fā)生腐蝕，生成沉淀物，堆積成結(jié)垢層，結(jié)垢層是微生物生長(zhǎng)繁殖的場(chǎng)所。隨時(shí)間增加，結(jié)垢層由于微生物的增多而形成“生長(zhǎng)環(huán)”，生長(zhǎng)環(huán)內(nèi)有多種微生物和金屬元素，也嚴(yán)重影響了水質(zhì)[1]。

2.5管材材質(zhì)不當(dāng)對(duì)水質(zhì)的影響

輸送水的管材作為和水直接接觸部分，應(yīng)該是無(wú)毒無(wú)害的，這是對(duì)管材最基本的要求。在用液氯對(duì)水管網(wǎng)消毒的過(guò)程中，塑料輸水管生產(chǎn)過(guò)程中添加的金屬熱穩(wěn)定劑中含有的三鹽基性硫酸鉛，經(jīng)過(guò)高氯水的浸泡，會(huì)出現(xiàn)大量的鉛，對(duì)水造成了嚴(yán)重的污染。其次聚乙烯塑料管本身對(duì)人類并無(wú)危害，但是在極端條件或高溫條件下，會(huì)產(chǎn)生對(duì)人類健康的不利影響，甚至?xí)掳Ａ硗獠讳P鋼管內(nèi)涂料問(wèn)題應(yīng)更加小心，防止涂料與水反應(yīng)產(chǎn)生有毒物質(zhì)，造成水污染。

3　應(yīng)對(duì)策略

3.1定期管內(nèi)除垢

重新對(duì)管道敷設(shè)，一方面對(duì)城市破壞大，而且也消耗了經(jīng)濟(jì)成本。因而對(duì)管道除垢、刮管、清管是一個(gè)保持水質(zhì)的關(guān)鍵，輸水管進(jìn)行除垢除了能延長(zhǎng)管道使用壽命，同時(shí)避免了對(duì)城區(qū)破壞，消耗成本較低。

3.1.1機(jī)械清洗

當(dāng)管內(nèi)壁形成了堅(jiān)硬的污垢，此時(shí)需要采用機(jī)械清洗法，對(duì)管內(nèi)壁污垢進(jìn)行機(jī)械刮除。對(duì)于大口徑管道內(nèi)污垢，一般采用錘擊式電動(dòng)刮管器，它主要是通過(guò)電動(dòng)機(jī)帶動(dòng)的鏈輪轉(zhuǎn)動(dòng)，然后用鏈輪上榔頭對(duì)管壁錘擊，來(lái)達(dá)到清理管道內(nèi)壁污垢的目的。刮管機(jī)可以通過(guò)地面操控臺(tái)進(jìn)行操控，可以在管道內(nèi)行走，十分方便快捷。小口徑管道除垢主要是通過(guò)鋼絲繩帶動(dòng)由鋼絲、切削環(huán)、刮管環(huán)組成的器械在管內(nèi)行走達(dá)到除垢的目的。首先由切削環(huán)在管內(nèi)壁污垢深刻劃痕，然后刮管環(huán)刮下管內(nèi)污垢，最后由鋼絲刷洗干凈。

3.1.2彈性沖管器

彈性沖管器可以針對(duì)不同軟硬程度的污垢、銹蝕，采用不同類型的沖管器除垢。彈性沖管器不僅能夠除掉管內(nèi)的污垢，而且可以在新管道通水前清除。這種方法清管長(zhǎng)度可以由十幾米變動(dòng)至幾千米，只要管道內(nèi)徑不發(fā)生變動(dòng)，就能通過(guò)任何角度的彎管，進(jìn)行長(zhǎng)距離的清管。彈性沖管法還具有施工時(shí)停水時(shí)間短、節(jié)水、高效的優(yōu)點(diǎn)。

3.1.3高壓射流

通過(guò)一定壓強(qiáng)的高壓水，利用向后噴水產(chǎn)生向前作用力，推動(dòng)其前進(jìn)，使管內(nèi)污垢脫落并且打碎，最后隨水流排出輸水管，這種方法適用于50～70m的中小型管道[2]。

3.1.4酸洗

將規(guī)定濃度的硫酸或鹽酸溶液放入到水管中，利用酸可以與碳酸鹽和銹跡發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，使其溶解，之后再用清水對(duì)管道清洗，直至管內(nèi)水中不含有酸和不溶解的沉淀物。由于酸液在對(duì)管內(nèi)進(jìn)行沖洗的同時(shí)，也會(huì)對(duì)管壁侵蝕，因而我們?cè)诩铀岬耐瑫r(shí)應(yīng)加入緩蝕劑，可以減少酸對(duì)管壁的侵蝕。

3.2對(duì)管壁涂抹防腐涂料

對(duì)管道內(nèi)部涂抹防腐材料可以減輕通水后的腐蝕，延長(zhǎng)管道的使用壽命，所以這項(xiàng)工作十分有必要。

3.2.1水泥砂漿襯里法

無(wú)論在淡水還是海水的條件下，水泥砂漿襯里都可以使金屬表面鈍化，另外水泥還有水化的作用，因此水泥砂漿是應(yīng)用最廣泛的管道內(nèi)涂層材料。根據(jù)管徑不同，管道涂層厚度不同，管徑越大，涂層越厚。水泥砂漿襯里除了能起到防腐的化學(xué)性能外，其還能通過(guò)管壁支托結(jié)構(gòu)和自身結(jié)合力，使管壁結(jié)構(gòu)更加牢靠。水泥砂漿造價(jià)較低也是國(guó)內(nèi)選擇其作為管道內(nèi)防腐材料的重要因素。

3.2.2環(huán)氧樹(shù)脂涂抹法

環(huán)氧樹(shù)脂作為一種堅(jiān)硬、耐磨、形成快速的涂層，其具有緊密性、耐磨性等優(yōu)點(diǎn)，環(huán)氧樹(shù)脂涂層達(dá)到0.5～1mm的厚度，既能達(dá)到防腐要求。對(duì)管內(nèi)壁使用環(huán)氧樹(shù)脂涂抹后，通過(guò)2h的養(yǎng)護(hù)，管道就能投入使用，因此其擁有施工周期短的優(yōu)點(diǎn)。

3.3推廣應(yīng)用新型管材

隨著科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步，新型管材也不斷的出現(xiàn)，現(xiàn)階段可用于水工程的管材有聚丙烯管、聚乙烯管、金屬塑料復(fù)合管等新型材料管道。這些管材盡管材質(zhì)不同，生產(chǎn)工藝也各有特點(diǎn)，但在給排水工程中均表現(xiàn)出無(wú)毒無(wú)污染、耐腐蝕、強(qiáng)度高、內(nèi)壁平滑、使用壽命長(zhǎng)、重量輕、易于施工等特點(diǎn)。使其在給排水管道系統(tǒng)中擁有無(wú)可比擬的優(yōu)勢(shì)，是替代鑄鐵管、鍍鋅管、鋼管等傳統(tǒng)管材的理想替代品。

4　總結(jié)

在提高出廠水質(zhì)的前提下，如何能保證水質(zhì)的安全，是我國(guó)當(dāng)前需要解決的問(wèn)題。我們通過(guò)分析管材對(duì)水質(zhì)的影響因素，總結(jié)出應(yīng)對(duì)的措施。對(duì)于我國(guó)現(xiàn)階段國(guó)情，我們應(yīng)該及時(shí)清理管內(nèi)污垢，解決管內(nèi)部腐蝕問(wèn)題，這樣才能為人們提供較高質(zhì)量的水，延長(zhǎng)管道使用壽命。與此同時(shí)，我們還要加快對(duì)新管材探究的步伐，研究出新型管材，保證人們的飲水健康。

[1]廖偉伶.給水管道管材對(duì)水質(zhì)的影響及防腐措施[J].重慶工商大學(xué)學(xué)報(bào)，2012，11：93～99.

[2]蔣柱武，黃天寅.給排水管道工程[M].同濟(jì)大學(xué)出版社，2011.

TU991.21

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1673-0038（2015）04-0088-02

2015-1-9