城市直飲水系統(tǒng)中管道腐蝕問題分析

張 兆 祥

(江蘇省城市規(guī)劃設(shè)計(jì)研究院，江蘇 南京 210036)

城市直飲水系統(tǒng)中管道腐蝕問題分析

張 兆 祥

(江蘇省城市規(guī)劃設(shè)計(jì)研究院，江蘇 南京 210036)

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

飲水系統(tǒng)，管道，腐蝕，安全

城市飲水問題多年來一直被社會(huì)各界所關(guān)注，由于與民生問題緊密相連，因此國家政府以及相關(guān)部門也非常重視，但是目前困擾直飲水系統(tǒng)運(yùn)行的關(guān)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(yán)重的形勢下，解決管道腐蝕問題也顯得更加緊迫。導(dǎo)致直飲水系統(tǒng)管道腐蝕問題的因素有很多，包括水質(zhì)問題、沖刷以及微生物等等。基于目前我國城市直飲水系統(tǒng)管道中存在的問題，全面開展管道的建設(shè)和維護(hù)已經(jīng)迫在眉睫。

1 概述城市直飲水系統(tǒng)中的管道腐蝕問題

1.1 水質(zhì)腐蝕

直飲水管道系統(tǒng)中的水質(zhì)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(zhì)不僅導(dǎo)致水質(zhì)下降，而且經(jīng)過長時(shí)間、長距離輸配后，沉積、附著在管道上的數(shù)量會(huì)不斷增多(如圖1所示)，嚴(yán)重時(shí)產(chǎn)生黃水、黑水等現(xiàn)象，影響著居民的日常生活、危害居民的身體健康。對(duì)于金屬管道來說，這些污垢會(huì)極大惡化水質(zhì)，一旦管道防腐程度較低，那么很快就會(huì)出現(xiàn)管道被腐蝕的現(xiàn)象，隨著年限的增加，也會(huì)越來越嚴(yán)重，水質(zhì)狀況也會(huì)越來越糟。最終形成一個(gè)惡性的循環(huán)，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(dòng)較大的地區(qū)會(huì)出現(xiàn)這樣的情況，比如一些公共場所，在群眾突然增加的時(shí)候，飲水量也會(huì)隨之增加，管道水流速度越來越快，管道沖刷嚴(yán)重(如圖2所示)，因此出現(xiàn)腐蝕現(xiàn)象，尤其是銅管道，但是實(shí)際上這種情況在城市直飲水系統(tǒng)中不會(huì)經(jīng)常出現(xiàn)，沖刷腐蝕也不會(huì)改變金屬與液體之間的界面之間的化學(xué)機(jī)械狀態(tài)，因此，直飲水系統(tǒng)的沖刷腐蝕是不高的。

1.3 水質(zhì)微生物腐蝕

通常在微生物存在的時(shí)候，水中管道會(huì)產(chǎn)生微生物，會(huì)腐蝕(MIC)管道，微生物在管道中進(jìn)行活動(dòng)，發(fā)生作用于管道中，進(jìn)而產(chǎn)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(zhì)元素，如果表面長期帶有生物膜，并生存于此，會(huì)同金屬管道產(chǎn)生融合狀態(tài)，這必然導(dǎo)致管道整體pH值，有機(jī)物和無機(jī)物濃度，溶解氧等區(qū)別于沒有生物覆蓋的情況，從而使得腐蝕的速率和機(jī)理都發(fā)生變化，微生物代謝同電化學(xué)等腐蝕同時(shí)進(jìn)行，進(jìn)而相互促進(jìn)，發(fā)生直飲水管道腐蝕。

2 解決城市直飲水系統(tǒng)中管道腐蝕問題的具體措施

以上對(duì)于城市直飲水系統(tǒng)管道腐蝕中存在的問題進(jìn)行分析，下面以其中微生物腐蝕的問題進(jìn)行詳細(xì)研究。由于直飲水管道的腐蝕嚴(yán)重影響導(dǎo)致供水安全和水質(zhì)安全問題發(fā)展發(fā)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(jīng)濟(jì)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(tǒng)方式有三種形式，電化學(xué)保護(hù)和投放緩蝕劑、表面覆蓋保護(hù)層，在進(jìn)行飲水管道運(yùn)水過程中，由于對(duì)于水質(zhì)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(xué)保護(hù)成本是非常高的，在操作過程中也容易出現(xiàn)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(qiáng)對(duì)水管的保護(hù)，使得金屬管材上的金屬同水層隔離開，達(dá)到保護(hù)作用，降低了腐蝕發(fā)生率，也是我們常說的管道涂襯。管道涂襯對(duì)管道的結(jié)構(gòu)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(jié)合到一起，避免日后脫落問題。還有就是必須在其內(nèi)部均勻排布，涂抹方便，也要考慮合理的經(jīng)濟(jì)成本。在投入使用的材料必須達(dá)到質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)要求。對(duì)于產(chǎn)生化學(xué)反應(yīng)及不符合的產(chǎn)品必須禁止使用。就目前市場發(fā)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(shè)的金屬直飲設(shè)備管道中經(jīng)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(nèi)，通過一次或者多次涂抹，加上對(duì)其一定時(shí)間的養(yǎng)護(hù)，從而在管道內(nèi)壁形成一種結(jié)合緊密的管道內(nèi)襯層。環(huán)氧樹脂涂襯作為管道修復(fù)養(yǎng)護(hù)的新工藝，最主要是采用鑄鐵方式對(duì)管道的內(nèi)部進(jìn)行防腐處理。環(huán)氧樹脂涂襯采用的是無毒無害防腐材料，不會(huì)發(fā)生并釋放有毒有害物質(zhì)，也是一種非常經(jīng)濟(jì)實(shí)惠的防腐方式。

2.2 管道沖洗和修復(fù)

我國現(xiàn)有用水管線的腐蝕相對(duì)嚴(yán)重，無法一一更換，若更換也會(huì)在水管投入上產(chǎn)生大量浪費(fèi)。無論是從人力物力還是考慮財(cái)力等方面都不利于現(xiàn)階段低碳產(chǎn)業(yè)的發(fā)展要求。所以對(duì)以產(chǎn)生腐蝕的管線進(jìn)行沖洗修復(fù)是一項(xiàng)有前景的研究方向，也對(duì)保護(hù)管網(wǎng)供水水質(zhì)起到重要作用。1)管道沖洗。通過化學(xué)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(zhì)，化學(xué)方法，主要通過藥劑的使用，利用化學(xué)原理將管道內(nèi)部贓物清除，城市直飲水中，使用化學(xué)方法可行性不高，因?yàn)槌鞘兴到y(tǒng)比較完善，可以說是一個(gè)整體，做到分段排渣很難完成，如果單一的對(duì)全系統(tǒng)進(jìn)行化學(xué)排質(zhì)會(huì)產(chǎn)生不必要的水質(zhì)污染，造成巨大影響。另外，還存在個(gè)別區(qū)域水管中管道腐蝕程度不同等問題，無法進(jìn)行科學(xué)化學(xué)藥劑投入。所以，化學(xué)藥劑使用必須要小范圍，小調(diào)節(jié)，不適合大城市管網(wǎng)系統(tǒng)。另一種是通過外力清洗，通過產(chǎn)生的外力作用將產(chǎn)生剪切力等使水管內(nèi)部附著的污染物沖去。這種作用力的提供需要使用到相關(guān)的機(jī)械。例如機(jī)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(shí)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(jìn)行綜合使用，達(dá)到清潔的理想效果。2)管道修復(fù)。考慮到造價(jià)問題、施工周期問題。并且從經(jīng)濟(jì)的角度考慮，我們也要從水質(zhì)改善條件出發(fā)，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(qiáng)度的，并且可以使用的管道進(jìn)行修復(fù)處理，通過一些修復(fù)上的技術(shù)達(dá)到經(jīng)濟(jì)實(shí)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(jīng)濟(jì)又省力的解決水質(zhì)惡化等問題發(fā)生。采用管道修復(fù)，正常都是在管道清洗完成后進(jìn)行，使用方法有內(nèi)襯管法、反轉(zhuǎn)法內(nèi)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(nèi)壁，當(dāng)然，這個(gè)內(nèi)壁需要的韌性和強(qiáng)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(fù)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(jìn)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(huì)有消毒副產(chǎn)物產(chǎn)生，但在使用過程中通過持續(xù)消毒的特點(diǎn)，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(jié)語

城市直飲水管道腐蝕問題的解決，對(duì)于城市飲水安全來說有著非常巨大的意義，由于導(dǎo)致水管腐蝕問題的因素很多，水管所處的自然環(huán)境復(fù)雜，因此從源頭上控制水質(zhì)，采用先進(jìn)的殺菌方式，提升管道使用壽命，保障水質(zhì)安全，已經(jīng)迫在眉睫。本文對(duì)三種管道腐蝕的問題進(jìn)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(guān)部門以及技術(shù)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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