文档介绍：硕士学位论文
摘要
本文以深圳特区供水系统为主要研究对象,针对供水系统水质化学稳定性及
其控制方法,进行了以下研究:1)深圳特区供水系统水质化学稳定性现状调
查;2)给水管网内壁腐蚀瘤的物理化学特性;3)供水系统水质化学稳定性的变
化规律;4)供水系统水质化学稳定性的控制方法。
为了全面、客观地评价水质化学稳定性问题,本文采用 3 种稳定指数来综合
评价水质化学稳定性:对于无内防腐的金属管材,PP、拉森
比率 LR 来分析;对于水泥管、水泥砂浆衬里的金属管材,用侵蚀指数 AI、拉
森比率 LR 来分析。
通过对深圳特区供水系统水质化学稳定性的调查,发现各水厂原水、出厂
水、管网水常年具有腐蚀性、侵蚀性,同时存在阴离子穿透管道内壁腐蚀瘤,引
发“黄水”问题的风险。
对给水管网内壁腐蚀瘤的物理化学特性进行研究,发现给水管网内壁腐蚀瘤
通常具有相似的内部分层形态结构,即表面层、硬壳层和疏松多孔内核层。硬壳
层和表面层的主要化学成分为 Fe3O4、α-FeOOH,内核层的主要成分为 Fe3O4、
α-FeOOH、γ-FeOOH。水泥砂浆衬里的金属管材,在长期使用过程中水泥砂浆层
也会形成与腐蚀瘤相似的分层形态结构,铁的腐蚀产物为其主要化学成分。
供水系统水质化学稳定性的变化规律的研究结果表明,同样的水源,无论采
用常规工艺还是臭氧活性碳工艺,出水水质化学稳定性都比原水差。给水管网
中,水质化学稳定性沿水流前进方向,变化不大。因此,改善管网水质化学稳定
性,其关键是控制出厂水的化学稳定性。
投加碱剂控制出厂水的化学稳定性试验结果表明,控制出厂水 pH 在
~ 之间,可使出厂水接近稳定。投加碱剂提高 pH 的效果,
NaOH>Ca(OH)2>Na2CO3>NaHCO3。对于深圳原水,前加碱投加 Ca(OH)2 为宜,
投加点在投加混凝剂后 1min 左右,投加量为 3~5mg/L;后加碱宜采用 NaOH,
投加点在滤后,投加量为 2~3mg/L,可使出厂水 pH 在 ~ 之间。前加碱投
加 Ca(OH)2 比后加碱成本更低。
在南方某大型工业集团生活水厂的工程实践表明,投加 Ca(OH)2 和 NaOH,
控制出厂水 pH 在 ~ 之间,有效地解决了管网大面积“黄水”问题。对于
原水浊度常年较低的小型水厂,采用微絮凝直接过滤,滤后投加 NaOH,控制出
厂水化学稳定性,综合药剂设备成本,与前加碱投加 Ca(OH)2 相比,成本更低。
对于深圳原水,投加碱剂无法完全达到水质稳定,也无法有效降低拉森比
- I -
城市供水系统水质化学稳定性及其控制方法研究
率,再矿化工艺能通过调整 CO2 和石灰的投量控制出厂水总碱度,从而降低拉
森比率,降低降低阴离子穿透管网内壁腐蚀瘤,引发“黄水”问题的风险。深圳
特区出厂水总碱度宜控制在 50mg/L CaCO3 以上。采用再矿化工艺,深圳原水投
加 CO218mg/L,Ca(OH)2 20mg/L,可使出厂水水质完全稳定。
关键词:供水系统;化学稳定性;再矿化;腐蚀;腐蚀瘤
- II -
硕士学位论文
Abstract
The problems of water chemical stability were generally exist in domestic water
supply industries at present, and corrosion was more serious in particular. It is
meaningful to improve the water supply system chemical stability and control
corrosion of disribution, which play the economic and health dual roles for the
protection of pipeworks and tap water quality.
prehensive and objective evaluation of the chemical stability of water,
three water stable indexes were used in this paper. For iron pipes without lining,
CCPP and LR were used to evaluate water stablization; as to cement pipes and iron
pipes