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城市供水水质二次污染的原因分析

文章来源:公海堵船710人气:发表时间:1970-01-01 08:00

综合现有的研究资料和实际的生产实践经验,引起城市饮用水水质恶化的原因主要有三个方面:其一,现代化工业尤其是合成工业发展所产生的化学物质大部分都通过人类活动进入了水体,使受纳水体的物理化学性状发生了显著变化,水源污染相应地引起了管网水的水质恶化,主要是氨氮、消毒副产物等含量的升高;其二,水厂出水的生物稳定性和化学稳定性不足,且水在管网中停留时间较长,在输配水过程中水自身及水与管道内壁发生的物理、化学以及微生物等反应引起水质恶化;其三,由于爆管或更换管道后冲洗不彻底等外源性污染而造成的水质恶化。
管网配水作为供水的最后一个环节,受水源污染状况、城市供水日标、供水管网及二次供水设施建设时间不长等原因,一直被供水单位和管理部门忽视,但随着人们对水质要求的提高和管道腐蚀等问题的出现,管网水质二次污染问题近年来日益突出,因此,研究管网水质二次污染及防治对策逐渐成为供水领域中的重要内容。国内外专家、学者对以下几个方面主要包括供水管网水质污染状况调查、原因分析及控制措施等研究领域已作了大量工作,并取得了较大的进展。饮用水二次污染问题可归结为微生物、化学物理和感官三个方面:微生物污染包括微生物再生长(尤其是附着生物膜的生长)、硝化作用和水媒病等;化学物理污染包括消毒副产物、铅、铜、铁、锌、温度、腐蚀、PH稳定性与结垢、管道涂层与衬里渗出物,消毒物残留浓度的维持和管道沉积物;感官污染包括味道、气味、浑浊度和色度的变化。此外,饮用水二次污染还包括因管道渗漏和其他因素带来的外源性污染。
(一)城市供水管网管材对供水水质的影响
出厂水在管网这个大反应器中,继续进行其未完成的反应及与管壁物质的反应。这些反应有生物性的、物理性的、化学性的。除了受出厂水水质影响外。与输配水管道的材质、使用年限、施工等因素有一定关系。
水质的变化情况与所用管材关系密切。城市供水管材多采用铸铁管、水泥管或钢管、复合材料管等不同管材,新管道过水后除余氯稍有降低,浑浊度、溶解性总固体略有升高外,其他指标应与出厂水相比较无明显差异。但使用年限长的管道,由于内壁腐蚀、结垢,导致水中铁、锰、铅、锌等金属物质和各种细菌、藻类、苯类、挥发性酚类指标的含量增大。管道更新改造研讨会研究表明,对于未作防腐处理的金属管道,当年限超过5~10年时,污垢就己达到了恶化水质的程度。对于防腐处理较低的金属管道,3~5年就开始出现腐蚀现象;管道使用年限越长,腐蚀越严重,水质状况越糟。管网末端小口径管道、用户室内管道对水质的影响是输水过程中水质降低的重要因素。 (二)腐蚀、结垢和沉积物对水质的污染
金属管道、配件、清水罐和清水池等输配水设施本身含有杂质,金属与杂质之间存在着不同的电极电位,这样,在水的作用下会形成无数微腐蚀原电池,由于化学和电化学作用往往会对管道内壁造成较严重腐蚀,产生大量铁、锰、铅、锌等金属锈蚀物。其过程如下:首先,由于电化学的作用,在管壁附近形成氢氧化亚铁,然后被水中溶解氧氧化,生成氢氧化铁,形成钝化保护膜。氢氧化铁一般质地疏松,一方面对金属表面有一定的保护作用,另一方面部分氢氧化铁脱水形成铁锈三氧化二铁,沉积于管道的内表面,形成结垢。由于它质地疏松,并不能起到保护作用。当供水管网运行状态发生改变,如检修阀门、更换管道或当流速突然增大时,氢氧化铁就会从管道内壁脱落而进入水中,产生红色的锈水,从而使水质恶化。
对于饱和指数(LSI)>0和稳定指数(RSI)<6.0的不稳定水质,往往会在供水管网中产生钙垢或镁垢,并沉积在管道内壁上,形成水垢物。我国生活饮用水卫生标准中规定,出厂水浑浊度不超过1NTU。即使在这样的水质条件下,出厂水中还是含有定量的致浊物,在低流速时,可能导致沉积,同时管道中生物凝聚粘附性有可能使加水中浮物沉积,形成沉积物。
腐蚀物和水垢物是管网中形成的新的污染源,沉积物是潜在污染源。当供水系统内水流速度、力向或水压发生波动和突变时,就会将上述污染物带入水中,造成短时间的水质恶化,出现色度、浑浊度、铁、锰等多项指标超标。腐蚀物及水垢物对水质危害程度与系统投入使用年限有关,年限越长对水质污染也越严重。对于有些城市,部分管道或清水罐甚至使用超过了30年,有的管道断面不及原来的一半,锈蚀问题非常严重,经常出现“红水”、“黑水”等水质事故。本文分析中的水质浑浊颜色偏黄,有黑色悬浮物,主要就是由于腐蚀物和水垢物集结而形成的。
因此,在现有情况下,必须对水池管网等各种供水设施进行改造或采用其它更安全的供水方式。目前,在家庭终端安装终端净化设备——净水器,是最有效最快捷的解决办法
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