高品质再生水专用管网材质的选择

北京某再生水厂采用微滤+反渗透工艺生产高品质工业用再生水,并使用球墨铸铁内衬水泥砂浆材质的输送管网,在实际应用中出现了出厂水水质较好但输送至用户端时水质变差的现象。通过试验分析发现,上述现象是由于再生水自身特点与输送管材不匹配而导致的,再生水的酸碱缓冲能力较弱、化学稳定性较差,而管网水泥砂浆内衬表层的易溶性碱性物质含量较高,再生水对管网产生了腐蚀。对此从两方面进行改进:①在出厂水中投加NaOH将pH值调至7左右再进入输水管网,同时投加NaClO消毒剂以保证管网末端余氯值;②在再生水二期管网建设中改用耐腐蚀性更强的PE管。     

基于数据驱动的金属供水管网铁腐蚀预测模型研究

供水管网铁腐蚀是影响末端水质可接受性的重要因素。根据管网水质构建的管网铁腐蚀预测模型对有效发挥水厂水质调控功能,保持管网水质化学稳定性及管网维护具有重要应用价值。根据上海市某供水系统管网水质和管壁铁腐蚀的大量监测数据,分别采用多元回归法、逐步回归法和线性回归法构建了供水管网铁腐蚀预测模型,并比较了模型误差。结果表明,水体p H值、Cl-和SO24-含量为管壁铁腐蚀的主要影响因素;逐步回归模型的模拟效果最好,该模型具有公式简单和预测误差小的优点,在95%置信度下,预测值和实测值之间不存在显著性差异,可用于该供水系统铁腐蚀预测和出厂水质目标调控。     

水泥砂浆内衬管通水初期对水质的影响及应对措施

某市自来水公司完成某路段球墨铸铁管管网施工通水后,该管网下游部分区域自来水烧开后呈现长时间白色浑浊现象,为此结合该时段施工情况对水泥砂浆内衬管(特别是离心方式涂覆内衬的管道)通水初期对供水水质的影响进行了研究,并应用水力模型对污染物扩散规律进行模拟,提出了保障水质安全的相应措施,可为新建管道的运行维护提供参考。     

铁质金属供水管道的内腐蚀研究进展

铁质金属供水管道是我国使用最广泛的供水管材,其腐蚀问题是导致管网漏失和爆裂的主要原因。长期运行过程中,管道内壁腐蚀生成的不规则腐蚀管垢,不仅会降低管网的输送能力,还会发生铁释放导致的"红水"现象,严重影响管网的安全稳定运行。分别从腐蚀研究方法、腐蚀影响因素、腐蚀管垢研究以及非常规水源进入管网引起的腐蚀问题等四个方面,综述了铁质金属供水管道的内腐蚀研究进展,并对目前供水管道腐蚀研究存在的局限性进行了总结,进而提出了面向未来的供水管道腐蚀研究新方法和新思路,以期从本质上掌握铁质供水管道的腐蚀问题及其引起的管网水质恶化的症结,并准确揭示供水管网的水质稳定性控制机制,从而为保证供水管网的安全运行奠定坚实的理论基础。     

水源切换对供水管网铁释放影响及控制技术研究进展

针对南水北调通水后北方受水区城市水源切换引起铁释放的问题,通过阐述管网腐蚀机理,重点从水质条件和水力条件分析了水源切换过程中影响水质稳定性的因素。在此基础上,从管网管理、管网改造与维护、管网水质调节技术三方面,提出了水源切换引起管网铁释放的控制措施和建议。     

再生水管网余氯衰减规律及影响因素研究

针对管网中再生水的余氯衰减动力学及其影响因素展开研究,通过拟合大量试验数据,发现传统的一级模型用于再生水余氯衰减并不准确,于是提出了分阶段的余氯衰减模型。再生水水质影响试验结果表明,初始氯浓度、温度、TOC、亚硝酸盐氮浓度与水体余氯衰减系数呈正相关关系,而氨氮浓度与水体余氯衰减系数呈负相关关系;再生水水体中余氯衰减系数与TOC浓度呈指数函数的关系。模拟管网试验结果表明,在新铺设的管网中余氯在水体中的衰减速率明显大于在管壁处的衰减速率;流速和管材对管网再生水中余氯的衰减有重要影响;不带内衬的铸铁管中再生水的余氯衰减系数比带水泥砂浆内衬的铸铁管和PE管中再生水的余氯衰减系数约大一倍。     

水泥砂浆内衬管输配高品质再生水水质变化规律

水泥砂浆内衬管因其化学性质稳定、防腐性能良好在输水领域得到了广泛应用。但在输送高品质再生水(经过反渗透工艺处理的再生水,因离子含量极少,水质接近纯水被称为高品质再生水)时,p H值升高、钙离子析出等水质参数变化问题明显,也存在着对管网材料的潜在损害。搭建了长为120 m的DN100水泥砂浆内衬铸铁管的管网模拟装置,研究了水泥砂浆内衬管输配高品质再生水时水质变化规律。结果表明,水泥砂浆内衬管运输再生水时水质变化明显,p H值、TDS(总溶解固体)、电导率、钙离子浓度以及硅、硫、铝元素浓度都有明显升高,未检测到Fe、Mn离子析出。水质变化主要是由于水泥砂浆中氢氧化钙溶解溶出和水化物的分解溶出导致。     

城市供水管道腐蚀及铁释放研究进展

不同类型水源切换易于造成管网水质恶化,管道腐蚀以及铁释放是重要原因之一。本文就管道腐蚀和铁释放机理、危害、影响因素研究进展进行了综述,对多水源供水管网水质控制措施等方面的研究现状进行了总结。     

球墨铸铁管道的选用与施工

球墨铸铁管具有管壁薄、韧性好、强度高、耐腐蚀等诸多优点,国内从上世纪八十年代引进球墨铸铁铸造工艺,目前管材已在供水行业中普遍采用.我公司1994年开始使用,目前已拥有球墨铸铁管道231km,占总输供水管线的18.2%,近两三年,球墨铸铁管年使用量所占比例已达到90%以上.球墨铸铁管在水利条件、承压能力、减少管网对水质二次污染等方面取得了良好效果,为供水管网水质稳定和运行安全提供了保障,经济效益和社会效益明显.……     

调节拉森指数和碳酸钙沉淀势对管网铁释放的影响

拉森指数(LR)和碳酸钙沉淀势(CCPP)是表征管网水质化学稳定性常用的指标,但这两个指标对给水管网铁释放的影响规律和机理目前并不清楚。从实际管网中挖取具有不同通水历史的无内衬铸铁管搭建了4套模拟管网中试装置,以投加不同药剂的方式调节管网进水的LR和CCPP,系统研究了不同水质参数调节方式对管网铁释放行为的影响。结果表明,尽管通过增加硫酸根和氯离子浓度的方式提高LR到同一水平时都会促进管网铁释放,但相同当量的氯离子对铁释放的促进作用明显大于硫酸根。当投加不同药剂提高管网进水的pH值、碱度、钙硬度以达到相同CCPP(17 mg/L)时,管网铁释放表现出较大的差异:投加强碱NaOH改变pH值时,不仅不能有效抑制铁释放反而会有促进作用;投加CaCl_2的方式由于氯离子的引入导致LR升高从而对铁释放有明显的促进作用;投加NaHCO_3、Ca(OH)_2以及Ca(OH)_2和CO_2联用提高CCPP时,由于同时降低了LR,因而对铁释放有明显的抑制作用。研究还发现,钙离子的实际沉淀量与CCPP并不直接相关,而与铁释放速率表现出显著的正相关性。     

管网内淡化水的化学稳定性及控制方法研究

为研究海水反渗透淡化水在管网中的化学稳定性及控制方法,实现减缓管网腐蚀和改善管网水质的目的,分别建立由PE、塑钢和旧铸铁管组成的3套管网,并模拟淡化水在管网中的输配。研究了淡化水在3套管网中的水质变化规律,并考察了投加CaCO3、将淡化水和水库水混合等措施提高淡化水在管网中化学稳定性的效果。综合化学稳定性判别指数LSI(-3.8～-2.2)、RSI(12.3～14.1)、CCPP(-12.5～-10.5 mg/L)可知,反渗透淡化水具有极严重的腐蚀性;PE管网在减缓管网腐蚀和改善管网水质方面优于塑钢管网;投加CaCO3、将淡化水和水库水混合等措施能显著改善淡化水水质。     

基于氧化还原电位调节的管网铁释放控制特性

针对水源切换引发的供水管网铁释放问题,研究了基于游离氯和氯胺调节管网水氧化还原电位(ORP)对铁释放的控制特性。研究表明,ORP≥300 m V时,氧化还原电位与游离氯具有显著正相关性,而与氯胺无相关性。采用游离氯消毒时,在低氧化还原电位(ORP≤300 m V)条件下,管壁的铁锈垢发生还原反应,铁释放随着腐蚀性阴离子浓度的升高而显著增强;在高氧化还原电位(ORP≥400 m V)条件下,管壁的铁锈垢基本稳定,离子强度的升高对铁释放基本无影响。采用氯胺消毒时,管网水的ORP300 m V,管壁的铁锈垢易发生还原反应而引发铁释放,且离子强度越高,铁释放速率越快。可见,游离氯具有更高的氧化还原电位,对管网铁释放具有更优的控制效果。因此,当水源切换为有机物等耗氯物质含量显著降低的优质水源后,建议水厂将氯胺消毒切换为游离氯消毒。     

给水管网中钢管的腐蚀及其修复技术研究

现代给水管网常常采用耐腐蚀型钢管或是聚氯乙烯(PVC)等材质制成的钢管,腐蚀物的产生数量已近大为减少。但在覆盖广泛的给水管网中,钢管数量依然较多。本文对给水管网中钢管出现腐蚀现象的原因进行分析,解析了腐蚀物的结构及其对流经水质的影响,介绍了以螺旋缠绕法、内衬法、喷涂法为代表的非开挖钢管腐蚀修复技术,以供参考。     

城市供水系统的水质化学稳定性变化规律研究

提出了适合我国城市供水系统的水质化学稳定性评价体系，重点研究了水处理及输配过程中水质化学稳定性的变化规律。研究发现，混凝沉淀、过滤、消毒等工艺均会增加水的腐蚀倾向，而投加臭氧则可缓解其腐蚀倾向；在输配过程中，管网水的化学稳定性变化不大，因而改善管网水水质化学稳定性的关键是提高出厂水的化学稳定性。     

我国城市供水管网铁释放问题研究现状

我国关于管网铁释放问题的研究自2005年以来日渐蓬勃,已有不少较为深入的理论研究和控制对策的广泛应用。根据我国管网及供水特点,突变的水质参数与管垢特性是影响管网铁释放的主要因素,在水质参数方面的研究成果众多,一些成果已较好地解决了实际问题;少数研究则建立了铁释放的经验统计模型,并进行了模型的应用。此领域研究的问题是需进一步在管垢对水质的影响方面进行开拓,寻求能够表征这种影响的确切参数。     

低pH低碱度水源水引起供水管网黄水的控制措施

针对我国南方水源水低pH值、低碱度水质特征引起供水管网"黄水"问题的控制技术开展了系统研究,确定了管网水pH调节技术和余氯保持技术为经济可行的控制措施。研究结果表明,提高管网水pH值对铁释放具有明显的控制作用,且总铁释放量与pH值呈现出显著负相关性。采用Ca(OH)2调节管网水pH值对铁释放的控制效果略优于NaOH,分析原因是投加Ca(OH)2在提高管网水pH值的同时增加了管网水的硬度,有利于管垢稳定性。保持管网水较高的余氯浓度对管网铁释放具有一定的控制作用。     

城市供水管网铁稳定性控制研究进展

针对当前城市供水管网中铁释放引发的管网水质问题,重点阐述了供水管网中铁释放的机理,总结了管网水力条件、生物因素及化学因素对铁释放的影响规律及管网水铁释放控制技术措施,并对城市供水管网铁稳定性控制的研究方向进行展望。     

城市供水管网铁稳定性控制研究进展

针对当前城市供水管网中铁释放引发的管网水质问题,重点阐述了供水管网中铁释放的机理,总结了管网水力条件、生物因素及化学因素对铁释放的影响规律及管网水铁释放控制技术措施,并对城市供水管网铁稳定性控制的研究方向进行展望。     

给水管网中金属离子化学稳定性分析

为防止给水管网结垢和腐蚀造成的危害,对北方某市给水管网中钙离子与碳酸盐系统、镁离子、铝离子和铁离子等的化学稳定问题进行了分析,发现钙离子与碳酸盐系统在温度<12℃时是稳定的,在温度>18℃时CaCO3 有沉淀的趋势;镁离子与铝离子是稳定的;铁离子是不稳定的,Fe(OH)3 有较强的沉淀趋势,是水质化学不稳定的主要原因。管垢的主要成分是铁,管网中的铁不稳定是由于管垢向水中释放铁引起的。在给水管网中铁的不稳定会引起用户水浊度的升高。     

丹江口水源对北方某市管网铁释放影响的研究

针对丹江口水库水源调入北方某受水区城市后对管网水质可能造成的影响,开展了初步的模拟管网中试研究。从北方某受水区城市的实际管网中挖取了历史通水水源不同的4个地点的无内衬铸铁管并运输至丹江口中试基地,搭建了4套管网模拟系统,并在水源切换为丹江口水源水后对模拟管网进、出水水质进行了6个月的连续跟踪监测。中试结果表明:丹江口水库水的拉森指数在0.5左右,低于该北方受水城市的地表水但高于其地下水,具有微弱的腐蚀性。水源切换后,原通地下水的管道铁释放量最高,呈现"黄水"现象,切换75 d后逐渐达到稳定,"黄水"现象消失;而原通地表水为主的3套管道系统只在水源切换初期铁释放量较高,约30 d后铁释放趋于稳定并一直维持在较低的水平。管网水的铁释放量与出水浊度存在明显的正相关性。水源切换后伴随总铁释放量的增加,管网出水的pH值、总碱度、总硬度、溶解氧浓度明显降低。不同管道对水源切换响应的差异与其内壁的管垢特征不同有关,长期通地下水的管道内部管垢较薄且无明显分层特征,而长期通地表水的管垢较厚且多呈瘤状分布,具有明显的分层特征。