管网水质化学稳定性的评价指标分析

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第 45 卷第 4 期2018 年 4 月 Apr.2018    Vol.45 No.4
2018年第4期
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管网水质化学稳定性的评价指标分析
赵程伟
摘 要:文章针对当前管网水质化学稳定性的现状,阐述了水质化学稳定性的定义,管网水质化学稳定性的评价体系。
所谓化学稳定性的改变就是指管网水在输配水过程中,水中各种化合物之间或者化合物与管道内壁之间发生反应,使得管网水水质恶化和管道内壁结垢或腐蚀。管网水的化学稳定性较好,在水工业中被定义
为既不溶解也不沉积CaCO3。
给水管网的化学稳定性能在较长时间内表现的较为稳定,但水流状态和离子浓度的改变会引起稳定性的波动,特别是水中的腐蚀性离子。因此,完善供水管网的水质化学稳定性评价体系,对控制管网的腐蚀、保护管网和提高管网水质具有重大意义。关键词:管网水质;指标分析;化学稳定性
海洋线虫(四川大学 建筑与环境学院,四川 成都 610000)
作者简介:赵程伟,研究方向:土木工程。
1 管网水质化学稳定性的评价
给水化学稳定性的判定指数通常被分成两类:基于碳酸钙溶解平衡理论的指数和基于其它水质参数的指数。1.1 基于碳酸钙溶解平衡的指数1.1.1 Langelier饱和指数
饱和指数LSI 由Langelier 提出,其计算方法为:LSI=pH-pHs,其中pHs 称作饱和pH 值,指在CaCO 3 饱和平衡时的pH 值。其判定方法为:当LSI<0 时,CaCO 3 未饱和,有腐蚀趋势;LSI>0 时,CaCO 3 过饱和,有结垢趋势;LSI=0 时,既无结垢也无腐蚀趋势。
该指数认为在某一水温下水体达到碳酸钙饱和状态时,pHs 是一个定值。这样就可以根据pHs 判断
北京工业大学学报水中CaCO 3 的溶解平衡,还能通过LSI 值来调整实际pH 值来控制水质稳定。但该理论没有考虑到水中悬浮杂质和腐蚀产物对结晶的诱导作用,也没有考虑到天然阻垢剂对结晶成长的阻碍和分散作用。
1.1.2  Ryznar稳定指数
稳定指数RSI 由Ryznar 在LSI 的基础上,根据大量实际工程资料与实验数据提出的半经验公式。其定义为:RSI=2pHs-pH,其判定方法为:RSI 值为4.0 ~ 5.0,水质严重结垢;5.0~6.0 时,轻度结垢;6.0~7.0 时,基本稳定;7.0~7.5时,轻度腐蚀;7.5~9.0 时,严重腐蚀;9.0 以上,极严重腐蚀。该指数的判定结果与实际较吻合,但存在与LSI 同样的局限性。
1.1.3 CCPP碳酸钙沉淀势振动器
CCPP 由Rossum 提出,能定量的算出待测水中应该沉淀或溶解多少CaCO 3 才能使水体达到化学稳定。CCPP 主要考虑的是碳酸钙溶解和沉淀这两个过程,其他对碳酸钙平衡影响较小的离子不予考虑(如Mg +,SO 42- 等)。CCPP 有以碱度和钙离子数量两种计算方式,使用钙离子的计算方式为:
CCPP=100([Ca 2+]i-[Ca 2+]eg),其中,CCPP 的单位为mg/L,[Ca 2+] 的单位为mol/L,i 和eq 分别代表待测水原有和碳酸钙平衡后的钙离子浓度。其判定方法为:CCPP 值<-10 时,水体严重腐蚀;-10~-5 时,中度腐蚀;-5~0 时,
聚乙烯轻微腐蚀;0~4时,基本不结垢或者轻微结垢;4~10 时,轻微结垢;10~15 时,较严重结垢;>15 时,严重结垢。1.2 基于其他参数的稳定指数
拉森比率LR。水体的腐蚀性强弱主要取决于水体中腐蚀离子(氯离子和硫酸根)的多少,但不管是原水还是管网水,水体中仍然存在着天然的缓蚀成分。Larson 和Skold 在分析了大量数据后发现,HCO 3- 有着缓解腐蚀的作用,并提出了拉森比率,其表达式为LR=[Cl -]+2[SO 42-]/[HCO 3-]。Larson 认为 LR 应小于 0.2 以降低水的腐蚀性。
2 结语细胞膜通透性
在建立适合某地区的水质稳定性评价体系时,要根据水质和管材使用选择合适的评价指标;LSI、RSI 可对原水的性质起到定性的预示作用,LR 计算简便,评价结果与实际水体的吻合率较高,通常三者联用。另外,使用以上指数判定出的水质稳定性并不代表着腐蚀或者结垢现象不会
发生,即铁质管材在结垢性较强的水中仍会腐蚀。我的性
参 考 文 献
[1]方伟.城市供水系统化学稳定性及其控制方法研究[D].湖南:  湖南大学,2007,2-11.
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