城市直饮水系统中管道腐蚀问题分析

张 兆 祥

(江苏省城市规划设计研究院，江苏 南京 210036)

城市直饮水系统中管道腐蚀问题分析

张 兆 祥

(江苏省城市规划设计研究院，江苏 南京 210036)

从水质腐蚀、冲刷腐蚀、水质微生物腐蚀三方面分析了城市直饮水系统中的管道腐蚀问题，探讨了解决城市直饮水系统中管道腐蚀问题的具体措施，对保证城市的饮水安全有重要的意义。

饮水系统，管道，腐蚀，安全

城市饮水问题多年来一直被社会各界所关注，由于与民生问题紧密相连，因此国家政府以及相关部门也非常重视，但是目前困扰直饮水系统运行的关键在于如何解决管道腐蚀问题，特别是在居民饮水要求不断提高，水资源问题日趋严重的形势下，解决管道腐蚀问题也显得更加紧迫。导致直饮水系统管道腐蚀问题的因素有很多，包括水质问题、冲刷以及微生物等等。基于目前我国城市直饮水系统管道中存在的问题，全面开展管道的建设和维护已经迫在眉睫。

1 概述城市直饮水系统中的管道腐蚀问题

1.1 水质腐蚀

直饮水管道系统中的水质问题，主要是由于水中颗粒物沉积，比如碳、砂砾或者是矾等等，这些物质不仅导致水质下降，而且经过长时间、长距离输配后，沉积、附着在管道上的数量会不断增多(如图1所示)，严重时产生黄水、黑水等现象，影响着居民的日常生活、危害居民的身体健康。对于金属管道来说，这些污垢会极大恶化水质，一旦管道防腐程度较低，那么很快就会出现管道被腐蚀的现象，随着年限的增加，也会越来越严重，水质状况也会越来越糟。最终形成一个恶性的循环，极大的威胁着城市居民的饮水安全。

1.2 冲刷腐蚀

冲刷腐蚀来自于饮水量急速增加的情况下，一般在一些饮水量波动较大的地区会出现这样的情况，比如一些公共场所，在群众突然增加的时候，饮水量也会随之增加，管道水流速度越来越快，管道冲刷严重(如图2所示)，因此出现腐蚀现象，尤其是铜管道，但是实际上这种情况在城市直饮水系统中不会经常出现，冲刷腐蚀也不会改变金属与液体之间的界面之间的化学机械状态，因此，直饮水系统的冲刷腐蚀是不高的。

1.3 水质微生物腐蚀

通常在微生物存在的时候，水中管道会产生微生物，会腐蚀(MIC)管道，微生物在管道中进行活动，发生作用于管道中，进而产生腐蚀性问题，通常人们使用的直饮水管是用铸铁制成，管道表面含有铁质元素，如果表面长期带有生物膜，并生存于此，会同金属管道产生融合状态，这必然导致管道整体pH值，有机物和无机物浓度，溶解氧等区别于没有生物覆盖的情况，从而使得腐蚀的速率和机理都发生变化，微生物代谢同电化学等腐蚀同时进行，进而相互促进，发生直饮水管道腐蚀。

2 解决城市直饮水系统中管道腐蚀问题的具体措施

以上对于城市直饮水系统管道腐蚀中存在的问题进行分析，下面以其中微生物腐蚀的问题进行详细研究。由于直饮水管道的腐蚀严重影响导致供水安全和水质安全问题发展发生，所以管道的防腐变得重要起来，而且工作变得更加必要。随着我国的历史、经济条件等限制，以往很多已完成的管线并没有使用任何的防腐和处理措施，影响了供水安全，给人们带来了诸多不便和影响。

2.1 直饮水管道防止微生物腐蚀方法

金属的防腐问题，按传统方式有三种形式，电化学保护和投放缓蚀剂、表面覆盖保护层，在进行饮水管道运水过程中，由于对于水质要求非常高，在直饮水管道中加入缓蚀剂是起不到作用的，是不可行的。另一方面，电化学保护成本是非常高的，在操作过程中也容易出现问题，不容易操作。在直饮水中也不能够直接用于其中。目前来看，使用最多也最常见的是涂加表面覆盖层方式，通过这种方式加强对水管的保护，使得金属管材上的金属同水层隔离开，达到保护作用，降低了腐蚀发生率，也是我们常说的管道涂衬。管道涂衬对管道的结构要求极高，必须要致密，管道没有小孔存在，并且要同管道具有非常好的融合，能够结合到一起，避免日后脱落问题。还有就是必须在其内部均匀排布，涂抹方便，也要考虑合理的经济成本。在投入使用的材料必须达到质量标准要求。对于产生化学反应及不符合的产品必须禁止使用。就目前市场发展来看，还有一种水泥砂浆处理方式，该处理工艺是比较成型的，在水管工程上铺设的金属直饮设备管道中经常使用，该涂衬方法就是把将搅拌好的水泥砂浆分涂抹到直饮管道内，通过一次或者多次涂抹，加上对其一定时间的养护，从而在管道内壁形成一种结合紧密的管道内衬层。环氧树脂涂衬作为管道修复养护的新工艺，最主要是采用铸铁方式对管道的内部进行防腐处理。环氧树脂涂衬采用的是无毒无害防腐材料，不会发生并释放有毒有害物质，也是一种非常经济实惠的防腐方式。

2.2 管道冲洗和修复

我国现有用水管线的腐蚀相对严重，无法一一更换，若更换也会在水管投入上产生大量浪费。无论是从人力物力还是考虑财力等方面都不利于现阶段低碳产业的发展要求。所以对以产生腐蚀的管线进行冲洗修复是一项有前景的研究方向，也对保护管网供水水质起到重要作用。1)管道冲洗。通过化学药剂和使用水力清洗都是常用的清除方式，可以有效清除水中杂质，化学方法，主要通过药剂的使用，利用化学原理将管道内部赃物清除，城市直饮水中，使用化学方法可行性不高，因为城市水系统比较完善，可以说是一个整体，做到分段排渣很难完成，如果单一的对全系统进行化学排质会产生不必要的水质污染，造成巨大影响。另外，还存在个别区域水管中管道腐蚀程度不同等问题，无法进行科学化学药剂投入。所以，化学药剂使用必须要小范围，小调节，不适合大城市管网系统。另一种是通过外力清洗，通过产生的外力作用将产生剪切力等使水管内部附着的污染物冲去。这种作用力的提供需要使用到相关的机械。例如机械刮管的使用，但也可由水自身压力完成冲洗，例如高压射流，同时气压脉冲也是很好的方法。虽然这些方式不同，但最终目的是相同的，也可以将其进行综合使用，达到清洁的理想效果。2)管道修复。考虑到造价问题、施工周期问题。并且从经济的角度考虑，我们也要从水质改善条件出发，不建议盲目使用换新管方式，避免给人们带来生活上的不便利。所以，可以把具有一定强度的，并且可以使用的管道进行修复处理，通过一些修复上的技术达到经济实用的目的，通过这种方式避免了开挖等带来的耗资问题，也可以既经济又省力的解决水质恶化等问题发生。采用管道修复，正常都是在管道清洗完成后进行，使用方法有内衬管法、反转法内衬软管和纤维布法等等，通过多种方法的使用，完成旧管道换新内壁，当然，这个内壁需要的韧性和强度都是同涂衬不一样的，它的工艺步骤如下：勘察，截流，清洁，排渣，复合，最后固定。

2.3 微生物的灭活

饮水中微生物多，需要采用特殊的去除方式进行，通常我们使用的余氯消毒，这种方法使用至今是非常显著的方法，虽然使用过程中会有消毒副产物产生，但在使用过程中通过持续消毒的特点，也可以广泛使用于直饮水中。除氯消毒外，管道中去除微生物的方法还有二氧化氯消毒、氯胺消毒等。

3 结语

城市直饮水管道腐蚀问题的解决，对于城市饮水安全来说有着非常巨大的意义，由于导致水管腐蚀问题的因素很多，水管所处的自然环境复杂，因此从源头上控制水质，采用先进的杀菌方式，提升管道使用寿命，保障水质安全，已经迫在眉睫。本文对三种管道腐蚀的问题进行了分析，碍于篇幅有限，以其中微生物腐蚀为例，提出了具体的解决措施，希望可以为有关部门以及技术人员提供一些建议和参考。

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Analysis on pipeline corrosion problem in city straight drinking water system

Zhang Zhaoxiang

(JiangsuCityPlanningDesignandResearchInstitute,Nanjing210036,China)

From the water corrosion, erosion corrosion, water quality microbial corrosion three aspects analyzed the pipeline corrosion problem in city straight drinking water system, discussed the specific measures to solve the pipeline corrosion problem in city straight drinking water system, had important significance to ensure the city drinking water security.

straight drinking water system, pipeline, corrosion, security

2015-08-25

张兆祥(1987- )，男，工程师

1009-6825(2015)31-0133-02

TU990.3

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