• 87型雨水斗87型雨水斗

    87型雨水斗是设在屋面雨水由天沟进入雨水管道的入口处。雨水斗有整流...

  • 航策45度双弯头航策45度双弯头

    45度双弯头生产工艺可分为:焊接弯头、冲压弯头、推制弯头、铸造弯头...

  • w型铸铁直管w型铸铁直管

    w型铸铁直管又称:铸铁排水管,柔性抗震铸铁排水管,机制铸铁排水管...

  • B型90度角四通B型90度角四通

    B型90度角四通有等径和异径之分,等径四通的接管端部均为相同的尺寸...

  • 当前位置:返回首页 > 公司动态 > 常见问题 >

    输配水管网管垢的形成与管网腐蚀的危害

    发布者:航策建材 发布时间:2020-09-15

    {一}、输配水管网管垢的形成
      所谓管垢,是指输配水管网在长期运行的过程中,由于发生腐蚀、沉积等作用,在管道内壁上形成了相对稳定的,以腐蚀产物以及沉积物等为主要成分的界面层。尤其是在水源切换之后,由于新水源的水质化学成分与原水源的变化和差异,对管道内壁已有的管垢稳定性产生了破坏作用,因而导致了管垢层中铁等腐蚀产物的释放以及水质的变化。研究管垢和水质恶化涉及的核心问题,主要包括以下几个方面。
      1、管网管材的选择
      管网在输配水的过程中,水体与管道会发生多重复杂的一系列反应,包括物理的、化学的和生物的反应。不同的管网管材存在不同程度的腐蚀隐患。目前常用的管材主要包括钢管、普通铸铁管柔性铸铁管、塑料管、玻璃钢管、水泥管、铝塑复合管等,其中铸铁管和钢管占据绝大比例。对于金属管材而言,尤其是铁质管材,普遍存在腐蚀问题。腐蚀会带来一连串的影响和危害,如腐蚀产物的形成会改变水流的力学特性,增加管道阻力,严重时影响输水能力;由腐蚀所带来的管网漏失会引起水量的损失和水压力的失衡,对供水系统造成不良影响;腐蚀产物的溶出和释放还会引发水中有毒金属物质的积聚,如铅和铬等物质主要来源于腐蚀产物的溶出。同时,因为腐蚀作用所导致的水体浊度和色度的升高以及铁、铜和锌等金属元素的异味等会给用水居民造成感观的不悦,引起沾污衣物等后果,严重时将会影响居民身体健康。因而,对于输配水管网而言,合理地选择和使用管网管材对于安全供水意义重大。
      2、生物稳定性的影响
      在管网输配水的过程中,若水质的生物稳定性不高,进入管网后就会引起微生物的大量生长和繁殖,从而对水质造成诸多不利影响,例如产生难闻臭味、增加致病菌以及加剧管网的腐蚀等。根据国际上针对各类管材对管网生物膜产生影响的相关研究,可以发现,管网中水体的微生物主要来源于管网管壁上的生物膜,这些生物膜紧紧依附在管网管壁上,或者多存在于管道变径、转弯等位置。与这些生物膜的生长相关的因素主要包括微生物生长所需要的营养物质、合适的管材条件、适宜的水力条件、管网中微生物的本底含量以及消毒剂的种类和剂量等,这些影响因素相互影响和作用。因此,对于输配水管网而言,研究管网系统中微生物的生长情况,以及对潜在的生物稳定性风险开展客观评价对于安全供水意义重大。
      3、管网中消毒剂量的确定
      针对管网中的微生物安全性,人们最初普遍认为,在管网末端保持一定剂量的消毒剂可以有效灭活病原细菌。其实不然,由于在出厂水中仍然会残存未被灭活的细菌,在经过消毒剂的作用后,部分未灭活的细菌会进行自我修复,并重新生长。与此同时,由各种原因引起的难以避免的外源性细菌进入管网事件也会时有发生。在这种条件下,仅仅通过在出厂水中投加少量的消毒剂并不能够有效地控制管网中细菌的生长和繁殖。然而过量地投加消毒剂又会导致其他不利问题,如饮用水的感官性状由于药物而变差,以及备受关注的消毒副产物问题,如目前已有研究的三卤甲烷和卤乙酸等,这些物质的存在会严重影响用水居民的生存健康,会引发消化系统以及泌尿系统的不安全性。因此,对于输配水管网而言,微生物的稳定性以及消毒剂量对其有效的控制对于安全供水意义重大。
      4、水体中有机营养物质对于微生物的作用
      管网中细菌的生长繁殖受到水体中有机营养物质的重要制约。对于生长在管网中的细菌,即使在管网中保持较高浓度的余氯量,但只要在水中拥有充足的有机营养物质,细菌就仍可以在管网中进行生长和繁殖。在管网中存在的众多种类的细菌中,只有硫细菌以及铁细菌等少数菌种属于自养菌,其余大多数都是以有机营养物质为基质的异养菌。在管网水体中如果有机物的含量较高,则管网水中的生物稳定性就会较差,因而细菌就更容易在管网中不断生长繁殖,从而水体中的致病菌也可能随之产生。为了更准确地描述微生物的含量,又提出了AOC(生物可同化有机碳)和BDOC(水中可溶性有机物中能被异养菌利用的部分)两项水质指标,与消毒剂的投加剂量相结合,共同控制细菌等微生物在管网中的生长和繁殖。由此可见,管网中存在的有机营养物质是促进细菌等微生物在管网中生长和繁殖的主要因素,对其有效的控制对于安全供水意义重大。
      如上所述,管网内的腐蚀主要是由于金属管材与水中的物质发生反应,这些反应的产物经过长时间沉积在管网内壁表面,从而形成了管垢。
      {二}、管网腐蚀的危害
      伴随管材新技术的不断发展,供水管网的管材已由原来单一的钢管、铸铁管逐渐向多样化趋势发展。但是总体而言,普通铸铁管、柔性铸铁管、钢管和镀锌管这几种管材依然是应用最为广泛的。就北京市区管材分布而言,应用最多的也是普通铸铁管、球墨铸铁和钢管等。这些管材较易发生腐蚀情况。腐蚀对城市供水系统的安全造成了一定的威胁,同时也会造成社会经济和生态环境的损失。
      1、影响管网水质
      在管网发生腐蚀后,管网内壁的铁物质会发生释放和氧化,其产物为二价铁或者三价铁的化合物,继而扩散或迁移到水体中,会直接引起管网水中色度的急速升高,甚至超标,严重影响水质的感官性指标,引发饮水用户的投诉。
      2、影响管网消毒作用
      管网输配过程中,在水中的溶解氧或者消毒剂等氧化剂的作用下,管壁上的铁物质将发生氧化反应,生成二价铁或者三价铁。水中的溶解氧以及管网中的余氯会因此而消耗殆尽。在这种情况下,管垢中铁的释放会因此而加速,同时管网中的消毒作用难以得到充分和持续的保证,在这些因素的共同影响下,管网中的水质很可能变差,甚至出现色度超标,危及供水安全。
      3、影响管壁结构
      管网发生的腐蚀会破坏管壁原有的结构,使其受力均匀性遭受破坏,在外力作用下,更易于发生破损及断裂。如果管网管壁上发生点蚀情况,则该点附近的机械强度将会急剧降低,更易引起管网的局部破损。据统计,大多数管网破裂的发生都是由于管道内壁出现点蚀而引发的。这种破损和断裂成为导致管网水量漏失的重要原因之一。
      4、增大管网微生物风险
      管网内壁发生腐蚀会使管壁缺失平滑,变得异常粗糙,甚至会在管网内壁上形成一个个管瘤。因为管瘤的存在,水流对管壁的冲刷力减缓,同时粗糙度较大的管网内壁成为微生物附着生长和繁殖的较佳场所。微生物的大量繁殖,会在一定程度上加剧管网腐蚀的恶化,而且影响水质,在很大程度上增加了管网内余氯的消耗,也促进了致病菌的生长繁殖,同时还会吸收和累积有毒有害物质,例如镭、砷等,增加了管网水质风险,危害居民饮水安全。
      5、增大供水能耗
      伴随管网内部粗糙度的加大,管网的沿程损失也会随之增大。这会增大供水系统的能耗,给水厂供水泵站增加额外的非必要的压力,迫使水厂增加运行成本。
      与此同时粗糙度的改变也会减小管网的过水断面面积,从而影响输水能力。
      总体而言,管网的腐蚀将会带来一系列严重的后果。不仅造成巨大的社会经济损失,还将威胁人们的饮水安全,造成极大的危害。因此管网腐蚀的影响因素研究及控制策略愈发成为函待解决的问题,也促使学者们开展关于管网腐蚀的深入研究工作。