西宁城市管网水质化学稳定性初探

CITYANDTOWNWATERSUPPLY·研究与探讨·城镇供水NO.6201461西宁城市管网水质化学稳定性初探于文萍芦淑英杨占娴（西宁供水（集团）有限责任公司水质检测中心，青海西宁810001）摘要：本文通过监测输水管线的水质参数变化和计算Langelier饱和指数（IL）、Ryznar稳定指数（IR）和Larson…比率（LR），探讨地表水对长期输送地下水的西宁市区管网化学稳定性的影响。初步探究得知，目前地表水对管网原有的平衡没有造成明显的破坏，但是加强了管网水的腐蚀倾向，若地表水厂供水量增大，这一问题值得关注。关键词：化学稳定性管网水质供水管网水质化学稳定性是指管道输送过程的水即不结垢又不腐蚀管道。水质化学稳定性主要表现在腐蚀性和结垢性两方面。调查表明，供水管网中水质的化学稳定性较差，其中腐蚀问题更为严重。腐蚀性的水在管网中长期停留，腐蚀产物不仅会降低管道的输送能力，而且管道内壁腐蚀产物被释放，也是人们关注的一大问题[1]。研究提高供水系统的水质化学稳定性，控制管网的腐蚀，具有经济和卫生双重作用。水质化学稳定性的判别指数分为两大类，一类主要是基于碳酸钙溶解平衡的指数，如Langelier饱和指数（IL）、Ryznar稳定指数（IR）、碳酸钙沉淀势CCPP等；另一类则是基于阴离子对水质稳定性影响的指数，如Larson比率（LR）等[2]。（1）IL是最早的也是应用得最广泛的。其定义为：IL=pH-pHs式中：pH－水的实际pH值；pHs－水在碳酸钙饱和平衡时的pH值，称之为饱和pH值；pHs＝9.3＋Ns＋Nt－Nh－Na式中：Ns──溶解固体常数；Nt──温度常数；Nh──钙硬度（以CaCO3计，mg/L）常数；Na──总碱度（以CaCO3计，mg/L）常数；（2）IR是在IL指数的基础上提出的判断方法，其公式为：IR＝2pHs－pH（3）LR考虑了氯离子和硫酸根等无机阴离子对腐蚀的影响。其表达式为：LR=(2[SO42-]+[Cl-])／[HCO3-]式中：SO42-、Cl-、HCO3-浓度单位为mol/LIL、IR和LR的评价标准如表1所示。指数评价标准IL当IL=0时，碳酸盐既不溶解也不沉积，水质稳定；当IL>0时，碳酸盐处于过饱和，有结垢倾向；当IL<0时，碳酸盐未饱和，二氧化碳过量，有腐蚀的倾向。IR当IR<6时，水质有结垢倾向；IR=6-7，水质基本稳定；当IR>7时，水质有腐蚀倾向。LRLR值越低，水的腐蚀性就越小。LR应小于0.2以降低水的腐蚀性，LR小于0.5即可接受。表1化学稳定性判别指数和评价标准2007年10月之前西宁市区的饮用水以地下水为水源，现市区由五个地下水厂（多吧水厂、三水厂、四水厂、五水厂、六水厂）和一个地表水厂（七水厂）供水。日供水约30万吨，其中七水厂日供水5万吨。各水厂均采用液氯为消毒剂。输水管材主要采用球墨铸铁管和水泥管。西宁城市管网常年由地下水供水，其管网内部已形成相对稳定的平衡状态，地表水的加入，管网内部的原有平衡可能被打破。本文旨在探究地表水的加入是否会影响市区管网水的水质化学稳定性。1.分析方法以六水厂至嘉荣华小区的配水管网为研究对象，选择了5个取样点，在2012年5月至2013年4月，分析沿水流方向的水质化学稳定性变化规律。该管线沿路汇入了七水厂、五水厂和多吧水厂出厂水。六水厂至嘉荣华小区全线约70km。取样点的基本情况如图1及表2所示。DOI:10.14143/j.cnki.czgs.2014.06.020CITYANDTOWNWATERSUPPLY·研究与探讨·62城镇供水NO.62014图1取样点的基本情况表2取样点管材基本情况取样点管材管径（mm）敷设年份六水厂球墨铸铁管12002001七水厂水泥管+球墨铸铁管14002005二水厂球墨铸铁管12002002昆仑汽配城水泥管+球墨铸铁管10001986,2012嘉荣华小区球墨铸铁管600-10002000分别取六水厂、七水厂出厂水，二水厂、昆仑汽配城和嘉荣华小区管网水，依据《生活饮用水标准检验方法》，测定水温、pH、钙镁离子含量、总碱度、余氯、总硬度、氯化物、硫酸盐、浊度、溶解氧等指标。查阅《给水排水设计手册》第4册表7-6-8和参照文献[3]计算IL、IR和LR。2.讨论2.1六水厂、七水厂出厂水，二水厂、昆仑汽配城和嘉荣华小区管网水的水质六水厂、七水厂出厂水，二水厂、昆仑汽配城和嘉荣华小区管网水的水质参数平均值如表3所示。（1）浊度和余氯：七水厂出厂水的加入使二水厂管网水浊度波动幅度增大，但对三处管网水浊度的影响不明显。夏秋两季管网水体中余氯消耗量大，七水厂出厂水较高的余氯补充了管网水的余氯消耗，保证了管网水中足够的余氯量。余氯可以杀灭管垢表面的微生物从而减少微生物腐蚀情况的发生，但同时可以加强水体的氧化