某市給水管網(wǎng)中鐵釋放現(xiàn)象影響因素與控制對(duì)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(duì)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(lái)水集團(tuán)有限公司，天津300040)摘要：針對(duì)某市管網(wǎng)水中鐵濃度的變化規(guī)律進(jìn)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(biāo)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(shí)，對(duì)應(yīng)的管網(wǎng)水中鐵釋放現(xiàn)象嚴(yán)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(jià)鐵的大量釋放根據(jù)試驗(yàn)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(duì)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(lái)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(huì)出現(xiàn)濁度、鐵含量和細(xì)菌總數(shù)超標(biāo)的現(xiàn)象美國(guó)自來(lái)水協(xié)會(huì)研究基金會(huì)(AWWARF)通過(guò)對(duì)其國(guó)內(nèi)的100家大型水廠進(jìn)行調(diào)研，認(rèn)為現(xiàn)階段給水管網(wǎng)中最普遍的問(wèn)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(wèn)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(guó)的給水管網(wǎng)中，用戶出水鐵超標(biāo)現(xiàn)象和出現(xiàn)“紅水”問(wèn)題普遍存在，“紅水”現(xiàn)象給用戶感觀上帶來(lái)不悅，是用戶普遍投訴的問(wèn)題管網(wǎng)水的鐵超標(biāo)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(guò)程中生成的鐵離子；③管壁管垢向管網(wǎng)水中過(guò)量釋放鐵鐵的腐蝕和釋放是2個(gè)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(guò)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(jìn)一步腐蝕，進(jìn)入相對(duì)

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(biāo)，同時(shí)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(jī)理與控制對(duì)策是當(dāng)前國(guó)際上管網(wǎng)水化學(xué)穩(wěn)定性研究的熱點(diǎn)問(wèn)題本文分析了我國(guó)北方某市用戶出水中鐵含量超標(biāo)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(duì)策1材料與方法11取樣點(diǎn)選取本試驗(yàn)采用

5、現(xiàn)場(chǎng)實(shí)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(jìn)行取樣分析(取樣點(diǎn)布置見(jiàn)圖1)，主干管的管材為鑄鐵管(使用年限為10a左右)，采樣點(diǎn)分為出廠水、管網(wǎng)中間點(diǎn)(取樣點(diǎn)1～7)和管網(wǎng)末梢點(diǎn)(取樣點(diǎn)8、9)根據(jù)該市的管材使用情況，選取了無(wú)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(jìn)行管材影響分析(取樣點(diǎn)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(duì)管垢內(nèi)部的微觀形態(tài)進(jìn)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(jìn)入管網(wǎng)水使用XRF對(duì)管垢化學(xué)成分分析結(jié)果見(jiàn)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(jì))分別為6483％和6659％，而鈣、鎂、鋁等其它金屬元素含量很少，