城市直飲水系統中管道腐蝕問題分析

張 兆 祥

(江蘇省城市規劃設計研究院，江蘇 南京 210036)

城市直飲水系統中管道腐蝕問題分析

張 兆 祥

(江蘇省城市規劃設計研究院，江蘇 南京 210036)

從水質腐蝕、沖刷腐蝕、水質微生物腐蝕三方面分析了城市直飲水系統中的管道腐蝕問題，探討了解決城市直飲水系統中管道腐蝕問題的具體措施，對保證城市的飲水安全有重要的意義。

飲水系統，管道，腐蝕，安全

城市飲水問題多年來一直被社會各界所關注，由于與民生問題緊密相連，因此國家政府以及相關部門也非常重視，但是目前困擾直飲水系統運行的關鍵在于如何解決管道腐蝕問題，特別是在居民飲水要求不斷提高，水資源問題日趨嚴重的形勢下，解決管道腐蝕問題也顯得更加緊迫。導致直飲水系統管道腐蝕問題的因素有很多，包括水質問題、沖刷以及微生物等等。基于目前我國城市直飲水系統管道中存在的問題，全面開展管道的建設和維護已經迫在眉睫。

1 概述城市直飲水系統中的管道腐蝕問題

1.1 水質腐蝕

直飲水管道系統中的水質問題，主要是由于水中顆粒物沉積，比如碳、砂礫或者是礬等等，這些物質不僅導致水質下降，而且經過長時間、長距離輸配后，沉積、附著在管道上的數量會不斷增多(如圖1所示)，嚴重時產生黃水、黑水等現象，影響著居民的日常生活、危害居民的身體健康。對于金屬管道來說，這些污垢會極大惡化水質，一旦管道防腐程度較低，那么很快就會出現管道被腐蝕的現象，隨著年限的增加，也會越來越嚴重，水質狀況也會越來越糟。最終形成一個惡性的循環，極大的威脅著城市居民的飲水安全。

1.2 沖刷腐蝕

沖刷腐蝕來自于飲水量急速增加的情況下，一般在一些飲水量波動較大的地區會出現這樣的情況，比如一些公共場所，在群眾突然增加的時候，飲水量也會隨之增加，管道水流速度越來越快，管道沖刷嚴重(如圖2所示)，因此出現腐蝕現象，尤其是銅管道，但是實際上這種情況在城市直飲水系統中不會經常出現，沖刷腐蝕也不會改變金屬與液體之間的界面之間的化學機械狀態，因此，直飲水系統的沖刷腐蝕是不高的。

1.3 水質微生物腐蝕

通常在微生物存在的時候，水中管道會產生微生物，會腐蝕(MIC)管道，微生物在管道中進行活動，發生作用于管道中，進而產生腐蝕性問題，通常人們使用的直飲水管是用鑄鐵制成，管道表面含有鐵質元素，如果表面長期帶有生物膜，并生存于此，會同金屬管道產生融合狀態，這必然導致管道整體pH值，有機物和無機物濃度，溶解氧等區別于沒有生物覆蓋的情況，從而使得腐蝕的速率和機理都發生變化，微生物代謝同電化學等腐蝕同時進行，進而相互促進，發生直飲水管道腐蝕。

2 解決城市直飲水系統中管道腐蝕問題的具體措施

以上對于城市直飲水系統管道腐蝕中存在的問題進行分析，下面以其中微生物腐蝕的問題進行詳細研究。由于直飲水管道的腐蝕嚴重影響導致供水安全和水質安全問題發展發生，所以管道的防腐變得重要起來，而且工作變得更加必要。隨著我國的歷史、經濟條件等限制，以往很多已完成的管線并沒有使用任何的防腐和處理措施，影響了供水安全，給人們帶來了諸多不便和影響。

2.1 直飲水管道防止微生物腐蝕方法

金屬的防腐問題，按傳統方式有三種形式，電化學保護和投放緩蝕劑、表面覆蓋保護層，在進行飲水管道運水過程中，由于對于水質要求非常高，在直飲水管道中加入緩蝕劑是起不到作用的，是不可行的。另一方面，電化學保護成本是非常高的，在操作過程中也容易出現問題，不容易操作。在直飲水中也不能夠直接用于其中。目前來看，使用最多也最常見的是涂加表面覆蓋層方式，通過這種方式加強對水管的保護，使得金屬管材上的金屬同水層隔離開，達到保護作用，降低了腐蝕發生率，也是我們常說的管道涂襯。管道涂襯對管道的結構要求極高，必須要致密，管道沒有小孔存在，并且要同管道具有非常好的融合，能夠結合到一起，避免日后脫落問題。還有就是必須在其內部均勻排布，涂抹方便，也要考慮合理的經濟成本。在投入使用的材料必須達到質量標準要求。對于產生化學反應及不符合的產品必須禁止使用。就目前市場發展來看，還有一種水泥砂漿處理方式，該處理工藝是比較成型的，在水管工程上鋪設的金屬直飲設備管道中經常使用，該涂襯方法就是把將攪拌好的水泥砂漿分涂抹到直飲管道內，通過一次或者多次涂抹，加上對其一定時間的養護，從而在管道內壁形成一種結合緊密的管道內襯層。環氧樹脂涂襯作為管道修復養護的新工藝，最主要是采用鑄鐵方式對管道的內部進行防腐處理。環氧樹脂涂襯采用的是無毒無害防腐材料，不會發生并釋放有毒有害物質，也是一種非常經濟實惠的防腐方式。

2.2 管道沖洗和修復

我國現有用水管線的腐蝕相對嚴重，無法一一更換，若更換也會在水管投入上產生大量浪費。無論是從人力物力還是考慮財力等方面都不利于現階段低碳產業的發展要求。所以對以產生腐蝕的管線進行沖洗修復是一項有前景的研究方向，也對保護管網供水水質起到重要作用。1)管道沖洗。通過化學藥劑和使用水力清洗都是常用的清除方式，可以有效清除水中雜質，化學方法，主要通過藥劑的使用，利用化學原理將管道內部贓物清除，城市直飲水中，使用化學方法可行性不高，因為城市水系統比較完善，可以說是一個整體，做到分段排渣很難完成，如果單一的對全系統進行化學排質會產生不必要的水質污染，造成巨大影響。另外，還存在個別區域水管中管道腐蝕程度不同等問題，無法進行科學化學藥劑投入。所以，化學藥劑使用必須要小范圍，小調節，不適合大城市管網系統。另一種是通過外力清洗，通過產生的外力作用將產生剪切力等使水管內部附著的污染物沖去。這種作用力的提供需要使用到相關的機械。例如機械刮管的使用，但也可由水自身壓力完成沖洗，例如高壓射流，同時氣壓脈沖也是很好的方法。雖然這些方式不同，但最終目的是相同的，也可以將其進行綜合使用，達到清潔的理想效果。2)管道修復。考慮到造價問題、施工周期問題。并且從經濟的角度考慮，我們也要從水質改善條件出發，不建議盲目使用換新管方式，避免給人們帶來生活上的不便利。所以，可以把具有一定強度的，并且可以使用的管道進行修復處理，通過一些修復上的技術達到經濟實用的目的，通過這種方式避免了開挖等帶來的耗資問題，也可以既經濟又省力的解決水質惡化等問題發生。采用管道修復，正常都是在管道清洗完成后進行，使用方法有內襯管法、反轉法內襯軟管和纖維布法等等，通過多種方法的使用，完成舊管道換新內壁，當然，這個內壁需要的韌性和強度都是同涂襯不一樣的，它的工藝步驟如下：勘察，截流，清潔，排渣，復合，最后固定。

2.3 微生物的滅活

飲水中微生物多，需要采用特殊的去除方式進行，通常我們使用的余氯消毒，這種方法使用至今是非常顯著的方法，雖然使用過程中會有消毒副產物產生，但在使用過程中通過持續消毒的特點，也可以廣泛使用于直飲水中。除氯消毒外，管道中去除微生物的方法還有二氧化氯消毒、氯胺消毒等。

3 結語

城市直飲水管道腐蝕問題的解決，對于城市飲水安全來說有著非常巨大的意義，由于導致水管腐蝕問題的因素很多，水管所處的自然環境復雜，因此從源頭上控制水質，采用先進的殺菌方式，提升管道使用壽命，保障水質安全，已經迫在眉睫。本文對三種管道腐蝕的問題進行了分析，礙于篇幅有限，以其中微生物腐蝕為例，提出了具體的解決措施，希望可以為有關部門以及技術人員提供一些建議和參考。

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Analysis on pipeline corrosion problem in city straight drinking water system

Zhang Zhaoxiang

(JiangsuCityPlanningDesignandResearchInstitute,Nanjing210036,China)

From the water corrosion, erosion corrosion, water quality microbial corrosion three aspects analyzed the pipeline corrosion problem in city straight drinking water system, discussed the specific measures to solve the pipeline corrosion problem in city straight drinking water system, had important significance to ensure the city drinking water security.

straight drinking water system, pipeline, corrosion, security

2015-08-25

張兆祥(1987- )，男，工程師

1009-6825(2015)31-0133-02

TU990.3

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