CaCO,倾向的水,才是化学稳定的水。即水中游离
二氧化碳含量高低会造成管道输送过程中沉淀结垢
或化学腐蚀,从而影响水质的化学稳定性,将会对管
网水浊度的增大甚至水质不达标造成直接影响。
1.2 水的PI-I值对于偏碱性水(PH值大于8),且
无侵蚀性二氧化碳时,水中首先生成的是氢氧化亚
铁Fe(OH):,然后被水中溶解氧氧化,生成氢氧化铁
Fe(OH),,形成钝化保护膜,使管壁的腐蚀速度减
缓。其化学反应式为
4Fe(OH):+O +2H2O=4Fe(OH)3。
但其中部分脱水形成的铁锈Fe:0 ·nH:0,质地
疏松,不能起到保护作用,若以上反应继续进行,铁
锈就会不断沉积于管内表面形成锈垢。
对于偏酸性水(PH值小于6.5),生成的氢氧化
亚铁与二氧化碳作用生成重碳酸亚铁。其化学反应
方程式为
Fe(OH):+2C0:=Fe(HCO3) 。
碳酸亚铁具有可溶性而溶于水中,然后被水中
的溶解氧氧化,若水中的二价重碳酸亚铁被氧化成
三价铁,三价铁和水中的氢氧根结合生成不溶于水
的氢氧化铁沉淀并由水中析出,便会使水带色而出
现“有色水”。化学反应方程式为
4Fe(HCO3)2+2H20+02=4Fe(0H)3 +8C02。
从以上化学原理进行分析可知,对碱性、酸性和
中性的水质而言,锈垢的形成只是时间的问题,而水
的PH值直接影响着管道腐蚀的速度。受水的PH
值影响,因溶解氧(DO)及二氧化碳(CO )对管壁的
腐蚀而出现“有色水”是有可能的(特别是使用年代
旧的供水管网) ,近年来,在抢修管路时也可看到
老供水铸铁管路的内壁总有厚厚的锈垢。因此,当
出厂水的PH值过低则会导致供水管道受腐蚀而出
现“有色水”,严重时将使管网水的浊度和铁含量超
标,威胁着饮用水的卫生安全。
1.3 管内水流速度管内水流速度的变化对水质
化学的不稳定性有催化作用。在与水接触的管内壁
表面,有一层似乎不流动的薄水层,流速增大,该水
层减薄,通过该水层水流中氧的扩散,造成氧化;当
管内流速再加快,氧的补给量同时增多,金属管道的
表面由于氧过剩,就趋于钝化,反而使腐蚀减小 。
若流速继续增大,剧烈的紊流就会导致气蚀现象,因
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机械作用使金属管道的表面产生空隙腐蚀。因此,
在配水管网末端的小口径管道,由于管内流速较小,
甚至有时不流动,使水中氧气难以补充,故锈蚀较严
重,特别是在流量偏低或当水呈滞流状态时,铁锈易
沉积,这时就会造成局部时间的“有色水”现象。相
反,输水干管通常流速较大,氧不断由水带人,由于
氧过剩则管内壁趋于钝态,腐蚀的速度这时就会放
慢,即使发生腐蚀,也往往因较大的管内流速使锈垢
剥离,故发生锈垢沉积的机率将有效减少。因此,合
理的管内水流速度是保证水质化学稳定性的重要因
素之一。
1.4 水中有机物及铁细菌若管网水中氯的含量
下降或达不到余氯的标准,水中就会产生有机物及
铁细菌的繁殖。铁细菌是一种特殊营养菌类。铁细
菌附着在管内壁上,在生存过程中能吸收亚铁离子,
在铁细菌表面通过化学变化生成和排出氧化后的产
物(三价铁的氢氧化合物)为棕色粘泥,形成凸起物,
并且沿着管内壁四周生长,此现象为金属管材最具
代表性。其结垢层的厚度和供水管道输配水的年数
有关,随着时间延续和不断进行的化学变化,金属管
内壁就会腐蚀结垢和沉积(含有大量的铁、铅、锌和
各种细菌及藻类),出现铁、锰、色度、浊度和细菌等
水质指标值的大幅度上升。同时造成供水管道有效
截面积缩小,并直接影响供水管道的输配水能力甚
至堵塞 。有研究表明,对于未作防腐处理的金属
管道,使用年限超过5~l0年时,由于水中有机物及
铁细菌腐蚀产生的污垢,就已达到了恶化水质的程
度。对于防腐处理较差的金属管道,3~5年就开始
出现腐蚀现象,金属管道使用年限越长,腐蚀越严
重,水质状况也就越差 。这种现象在给水管