某市給水管網(wǎng)中鐵釋放現(xiàn)象影響因素與控制對策分析

1、某市給水管網(wǎng)中鐵釋放現(xiàn)象影響因素與控制對策分析牛璋彬，王洋，張曉健，何文杰，韓宏大，陰沛軍(1清華大學(xué)環(huán)境科學(xué)與工程系，北京100084；2天津市自來水集團有限公司，天津300040)摘要：針對某市管網(wǎng)水中鐵濃度的變化規(guī)律進行了系統(tǒng)的研究，確定了管垢向管網(wǎng)水中釋放出的鐵是管網(wǎng)水中鐵超標的主要原因研究中發(fā)現(xiàn)鑄鐵管和鍍鋅鋼管中管垢的主要化學(xué)組分為鐵在給水管網(wǎng)中，管網(wǎng)水的溶解氧和余氯濃度低時，對應(yīng)的管網(wǎng)水中鐵釋放現(xiàn)象嚴重，其原因是還原條件使管

2、垢表面的致密鈍化層被破壞，造成二價鐵的大量釋放根據(jù)試驗結(jié)果提出了給水管網(wǎng)中鐵釋放和“紅水”現(xiàn)象的控制對策關(guān)鍵詞：給水管網(wǎng)；鐵釋放；管材；溶解氧；余氯目前，盡管很多水廠為了提高自來水水質(zhì)采用了預(yù)處理和深度處理等工藝，但是用戶出水仍然會出現(xiàn)濁度、鐵含量和細菌總數(shù)超標的現(xiàn)象美國自來水協(xié)會研究基金會(AWWARF)通過對其國內(nèi)的100家大型水廠進行調(diào)研，認為現(xiàn)階段給水管網(wǎng)中最普遍的問題就是由于鐵制管材的腐蝕和鐵釋放現(xiàn)象引起的“紅水”問題鑄鐵管、

3、鋼管、鍍鋅鋼管等鐵制管材廣泛地應(yīng)用于我國的給水管網(wǎng)中，用戶出水鐵超標現(xiàn)象和出現(xiàn)“紅水”問題普遍存在，“紅水”現(xiàn)象給用戶感觀上帶來不悅，是用戶普遍投訴的問題管網(wǎng)水的鐵超標原因主要包括：①使用鐵鹽混凝劑；②管網(wǎng)中鐵制管材腐蝕過程中生成的鐵離子；③管壁管垢向管網(wǎng)水中過量釋放鐵鐵的腐蝕和釋放是2個不同的現(xiàn)象在鐵管內(nèi)表面發(fā)生腐蝕后，由于管垢鐵銹的表面鈍化層作用阻斷了腐蝕過程中帶電粒子的轉(zhuǎn)移，破壞了腐蝕電池，從而阻止了鐵制管材的進一步腐蝕，進入相對

4、穩(wěn)定狀態(tài)但是，如果管網(wǎng)水狀態(tài)發(fā)生變化，鈍化層被破壞，則大量的管垢鐵銹物質(zhì)將溶于水中，形成管垢向管網(wǎng)水中釋放鐵，也稱鐵釋放現(xiàn)象，它不僅造成管網(wǎng)水鐵含量超標，同時也大大加速了鐵管的腐蝕速度給水管網(wǎng)中鐵釋放現(xiàn)象的機理與控制對策是當前國際上管網(wǎng)水化學(xué)穩(wěn)定性研究的熱點問題本文分析了我國北方某市用戶出水中鐵含量超標的原因，研究了該市給水管網(wǎng)中鐵釋放現(xiàn)象的主要影響因素，探討了“紅水”產(chǎn)生的原因和鐵釋放現(xiàn)象的控制對策1材料與方法11取樣點選取本試驗采用

5、現(xiàn)場實地采樣分析的方法，沿北方某市給水管網(wǎng)中一條主干管進行取樣分析(取樣點布置見圖1)，主干管的管材為鑄鐵管(使用年限為10a左右)，采樣點分為出廠水、管網(wǎng)中間點(取樣點1～7)和管網(wǎng)末梢點(取樣點8、9)根據(jù)該市的管材使用情況，選取了無襯鑄鐵管、有襯鑄鐵管(管內(nèi)壁涂有水泥砂漿襯里)、PVC管3種管材組成的管網(wǎng)進行管材影響分析(取樣點設(shè)在不同的小區(qū)內(nèi))的管垢其厚度在05～3cm之間不等，外觀結(jié)構(gòu)凹凸不平，特別是鑄鐵管的管垢中包括許多瘤狀

6、物管垢表面顏色基本上都是棕紅色，內(nèi)部顏色有黑色與棕紅色2種管垢的外部比較致密，內(nèi)部則比較松散在掃描電鏡下，對管垢內(nèi)部的微觀形態(tài)進行觀察，由圖4可以看出，管垢內(nèi)部為疏松多孔結(jié)構(gòu)，且表面積大由上可知，在管網(wǎng)中，一旦外部致密層被破壞，內(nèi)部鐵銹很容易發(fā)生鐵釋放現(xiàn)象進入管網(wǎng)水使用XRF對管垢化學(xué)成分分析結(jié)果見表2由表2可知，該市給水管網(wǎng)管垢的主要化學(xué)成分是鐵元素，其鐵含量(以鐵計)分別為6483％和6659％，而鈣、鎂、鋁等其它金屬元素含量很少，