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自来水产生“黄水”现象的原因及防治措施

2023-11-29 14:58:15 作者 : 围观 :58次

摘要 供水管网中时常出现黄水,给工业生产和群众生活带来一定的危害和影响,也使供水企业的信誉受到不良影响。本文分析了产生黄水的原因阐明了金属管网(钢管、铸铁管)出现黄水的不可避免性,探讨了黄水现象出现的规律,提出了治理黄水的措施和方法。 关键词 自来水,黄水原因,治理,对策 中图分类号:TV679.14    文献标识码:A    文章编号:1674-098X(2009)08(c)-0000-0
1 发生黄水现象的规律
1.1 管网中启闭
阀门或调整阀门开度。进行管道维修或调整供水范围内水压、水量等情况下,局部范围内会出现黄水。
1.2 水厂意外事故(突然停电等)造成大面积停水,恢复供水后,黄水现象较严重,持续时间较长 1.3 使用年限长,管径偏小的管段,停水后再恢复供水时,会出现严重的黄水
1.4 流速缓慢的管网末稍管段.常有黄水现象
1.5 供水高峰期间,用户用水量增加,管道中水流速度增高,可导致黄水,管网各处黄水程度的轻重与各管段的使用年限、管径、流量的大小有关。
l.6 集中用水大户,用水量突然增加时局部易发生黄水。
2 发生黄水现象的原因  
2.1 水对金属管道的腐蚀金属管道(主要指给水常用的灰口铸铁管,球墨铸块管、焊接钢管、镀锌钢管)本身会有不少的杂质,金属与杂质之间存在电极电位,在水的作用下,形成无数微腐蚀原电池,其阳极的铁,被氧化成铁离子。
Fe→Fe+2+2e
在阴极,当pH<7时 2H20→H++2OH- 2H++2e→H2↑ Fe++2OH→Fe(OH)2
当水中无溶解氧时,H2和Fe(OH)2覆盖在金属表面形成钝化膜,而抑制反应的进行,若水中有溶解氧时,则发生如下反应:
2H2+02→2H20 ¬ 4Fe(OH)2+2H2O+O2→4Fe(0H)3 Fe(OH)3俗称铁锈,质地疏松,一方面对金属表面有一定保护作用,另一方面上述反应继续进行,Fe(OH)3不断沉积在管道内壁形成结垢。
2.2  生物性结垢 铁细菌是一种特殊的自养菌,自来水消毒无法将其杀死。在水中有溶解氧时,铁细菌能吸收亚铁盐而排出Fe(OH)3,形成凸起物,铁细菌大量繁殖,可使管道过水断面严重减少,硫酸盐还原菌与铁细菌共生,也加剧了管道的腐蚀,在管道内壁形成生物性结垢。此外,水中的碳酸钙(镁)以及自来水中的悬浮铁都可形成沉积结垢。
2.3  结垢物质的溶解 管道结垢因形成的条件和时间不同,可分为坚硬结垢和松软结垢两类 坚硬结垢为金属管道所独有,而松软结垢在水泥管、塑料管、玻璃钢管等所有非金属管道中均存在。金属管道内也存在松软结垢,且较非金属管道严重。如某小区内DN200灰口铸铁管爆管,抢修中发现管底有一层厚约15mm 的沉积物(黄棕色),内壁有葡萄球状凸起坚硬结垢。形成坚硬结垢的原因主要是金属管道自身的腐蚀和生物性结垢,外观呈凸起状,单体是葡萄球形;松软结垢主要是水中悬浮铁质及碳酸钙(镁)盐的沉积,附着力不强,易被冲刷溶解悬浮在水中,它是造成黄水的主要物质。 <坚硬结垢经长时间浸泡后也有不同程度的溶解。
.Fe(OH)3    Fe3++3OH-
Fe3+是产生黄水现象的根本原因,其浓度越高,则颜色越深。
2.4  管道内流速、流向、水压发生突然变化或流速过缓 ¬当水流速、流向发生突然变化,对结垢产生冲刷,冲起松软结垢并加速坚硬结垢溶解。 水压发生突然变化,易使坚硬结垢部分破碎溶解。水流过缓,水在管道中滞留时间过长,溶解的F3+相对较多。从以上分析可以看出,发生黄水的根本原因是金属管道腐蚀结垢及结垢溶解,水中含Fe3+ 过多。直接原因是管道中水流速度、方向、水压发生突然变化或水流速度过慢。只要给水管网中有金属管道(钢管、铸铁管),发生黄水现象是不可避免的,必然的。但是采取适当的治理对策,可减少黄水现象发生的次数和程度。
3  黄水的治理措施
3.1  加快陈旧管网的更换改造 陈旧管网一般管径偏小,加上管道腐蚀结垢,过水断面就更小。致使配水能力不足,水流速高,出现黄水、爆管机会多。可优先选用下列管材实施更换。 3.1.1  自应力或预应力压力水泥管。水泥管一般货源较近,联系方便,它造价低,水力条件好,内壁不腐蚀结垢。但因水泥管承压强度较低,宜在工作压力较低的管段使用。
3.1.2 塑料管、钢骨架塑料管、玻璃钢管 这类管材的特点是:水力条件好、内壁不结垢、水质好、管质轻,施工方便、快捷、工期短,造价较低。因塑料管、玻璃钢管相对来讲钢度较低,应根据当地的工程地质条件,埋深、动荷载等情况适当选用。
3.1.3  球墨铸铁管 它具有钢管的强度和韧性,又具有铸铁管较强的抗腐蚀(相对于钢管)性能,再经过内壁水泥砂浆涂衬处理,防腐性能就更好,且能满足各种施工和使用要求,只是造价稍高。
3.2  管道清洗和涂衬 主要可采用压力水冲洗,冲洗流速大于正常流速的3倍以上,有条件时可用水-气混合冲洗,比压力水冲洗效果要好;机械清洗比较彻底,是剔除坚硬结垢的好办法,但因实施困难,恢复供水时间长,故采用不多;化学清洗,用酸性物质浸泡约14-20h,便结垢溶解,然后用压力水冲洗。  机械清洗或化学清洗后的管道,由于去除了保护层,更易腐蚀,要喷涂衬料,以水泥砂浆为佳。若管道使用年久腐蚀严重,DN500上金属管道也可采用塑料管,玻璃钢管内衬法。
3.3  减少出厂水中的铁、锰含量
3.3.1  水源为地表水。 进行
水处理时,要严格控制铁盐(三氯化铁和硫酸亚铁)混凝剂的使用数量。铁盐的超量使用,尤其是低价铁盐(硫酸亚铁,会使出厂水含铁量大大增加,因硫酸亚铁在水中生成氢氧化亚铁胶体,极不稳定,易水解产生Fe2+,出厂水很清。但经管网中溶解氧氧化,生成F3+,即产生黄水。所以要根据源水水质情况,适量投加铁盐混凝剂。
3.3.2  水源为地下水。
据资料,我国地下
水资源中,含铁是一般不超过10mg/L,最高不会超过20-30mg/L。由于地层的过滤作用,一般只含溶解性铁的化合物。当PH>7时,三价铁溶解度极小,含量甚微,故水中Fe2+为主。Fe2+含量虽高,但外观清澈,一旦进入管网,就会被氧化成Fe3+ 使水出现铁锈色。当地下水含铁量接近或超过饮用水国家标准时,要实行除铁工艺,可采用自然氧化除铁(也称曝气法除铁),锰砂除铁,氯化除铁等方法。另外,井群集水管道宜采用非金属管道。
3.4 加强科学
管理 ¬减少水厂和管网事故的发生,尽量避免停水。恢复供水时要逐渐增大水量,管网中阀门启闭时,动作要缓慢,减少管道内流速、流向的剧变;合理设计管网,管网尽可能采取环状,即使采用树枝状,管道也不宜过长,以免末端水滞留时间过长;经常调研与控制管网的流态,减少低流速管段,消除死水管段;定期冲洗管道,冲洗期根据客观情况而定;安装去除铁、锰离子及消毒装置;采用超滤工艺去除藻类,以使水质达标。

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