內容簡介： 選擇10個具有典型意義的樣點研究了自來水管道內腐蝕對管網水質的影響。結果表明，管道尤其中小口徑配水管道和用戶水龍頭腐蝕使管網水質嚴重下降。選擇合適管材，優化供水設施設計和運行，提高出廠水水質，適當調整用水習慣，開展腐蝕防治工作等是保證衛生供水的重要措施。
1、前言
輸配水系統是個巨大的反應器，其內出現的各種生物、物理和化學過程使管網水質和水量均發生不同程度的變化，系統物理結構也被破環，導致運行安全性下降。腐蝕是生物、物理和化學過程相互作用的結果，常見于各種輸配水系統[1]。嚴重的管道腐蝕不僅使管網水的濁度、色度、細菌種類和數量、有毒重金屬含量等水質指標惡化，而且引起管壁變薄穿孔，增加水頭損失和輸水能耗等[2，3]。有關腐蝕控制的研究對維持輸配水系統正常的服務功能具有重要意義。
2、研究方法
2.1 樣點選擇
根據管道埋設年代，二次供水和水庫供水等情況，在某市市區內選擇10個具有典型意義的樣點，研究管道在不同條件下發生的腐蝕。
2.2 水樣采集
將內裝硫代硫酸鈉溶液(1.5%)的玻璃瓶滅菌后采集細菌學檢驗水樣，用于鐵、錳分析的水樣盛于聚乙烯瓶中。水樣采集在清晨進行。要求采樣人在前一天晚上將水龍頭關嚴。1#—8#水樣按以下程序采集：(1)在打開水龍頭瞬間用玻璃瓶接取第一個水樣，搖勻后將部分樣水分裝到聚乙烯瓶中，編號Sil(i＝1，2…，8)，用于評價水龍頭腐蝕對水質的影響；(2)讓水自由流淌2—3分鐘(根據樓層高低確定)，分別用玻璃瓶和聚乙烯瓶接取第二個水樣，編號Ss，用于評價小口徑配水管對水質的影響；(3)在水繼續流淌5—8分鐘后接取第三個水樣，編號Si，用于分析主(干)管，二次供水水箱或水庫貯水的水質。采集第9#和10#水樣了解水質在管網末梢，尤其是在戶內發生的變化。在打開龍頭瞬間，第l，2，3，5，7分鐘時接取，編號SJk(j＝1，2；k＝l，2，…，6)。
2.3 水樣分析
2.3.1 用美國HACH公司生產的2100P型便攜式濁度計測樣水濁度，結果保留小數點后一位(0.1NTU)。
2.3.2 平板法檢驗細菌總數[4I，29il℃培養72小時。根據菌落生長特征確定物種多樣性。
多管發酵法(12管)檢驗鐵細菌數量。培養基組成：硫酸銨0，5g，硝酸鈉0.58，磷酸氫二鉀0.5g，七水合硫酸鎂0.58，檸檬酸鐵銨10.08，PH7.2—7.4，121℃滅菌15分鐘。
2.3.3 原子吸收分光光度法測樣水中鐵、錳的含量。
3 、結果與分析
可看出，用戶水龍頭腐蝕相當嚴重，流出水的濁度，細菌種類和數量，鐵和錳含量顯著高于同期支管和干管內流動的水。小口徑配水管的腐蝕程度明顯差異。在早期埋設地區，如2*，54，伊采樣地，管道已嚴重腐蝕。附生在管內壁的鐵細菌易受水力沖刷而脫落，在水樣中的檢出量大。使用年限短的管道則較少被腐蝕。干管水樣的鐵細菌數量和鐵含量較小口徑配水管水樣低，這表明干管腐蝕較小口徑配水管輕，這與干管內水流速度快，微生物難以粘附生長并引起腐蝕等原因有關。可發現，從干管到用戶水龍頭，腐蝕呈逐漸增強趨勢，水質相應惡化。3# 水樣取自二次供水。從檢測數據看，水箱內水的鐵、錳含量高，細菌種類多，鐵細菌數量尤其大。這些鐵細菌進入戶內管道后易在水溫等環境條件適宜且水流水力停留時間長(夜間)的情況下增殖，進而發生粘附生長，不斷消耗管材和各種附件，縮短管道有效服務年限，也使水龍頭過早因腐蝕而出現關閉不嚴等現象，增加系統漏耗。7# 地區由距離水廠不遠的水庫供水。取樣研究時，正值腸道傳染病高發期，適當提高了加氯量，出廠水中無細菌檢出。但這種潔凈水流經水庫后，水質明顯下降，細菌增加到6種120個，鐵細菌檢出量達11.5個/ml，僅濁度有所下降，可能與懸浮顆粒在較長時間的靜止過程中發生了凝聚沉降有關。從檢測數據看，水庫水的二次污染是比較嚴重的。由于水庫調節較大范圍內的供水，因而鐵細菌等影響輸配水系統腐蝕的細菌輸配出去后，給管道維護帶來很大困難。混合供水的水質不穩定。水箱內水的濁度較低，但由于腐蝕等原因，水中細菌數量大，而直接從輸配水管道流出的水的濁度高。用戶要取得潔凈水，必須延長放水時間。9# 水樣在其他用戶放水后接取。分析發現，在積水排完后，龍頭流出水較潔凈。由此可見，啟用關閉時間較長的水龍頭時，適量排水是保證用水衛生的有效措施。10# 水樣取自7樓用戶。連續取樣過程中，水質變化較復雜，但均能指示戶內管發生了較為嚴重的腐蝕。
4、討論
輸配水系統的腐蝕受一系列物理、化學和生物過程的影響。物理作用，如水流對管壁的沖刷；化學作用，如管壁鐵銹的生成；生物作用，如調節金屬氧化還原反應的微生物代謂I活動等都是控制管道腐蝕速率的因素。
4.1 所進行的調查表明，水龍頭是輸配水系統內腐蝕最嚴重的部位。這與水龍頭處存在多種水固，氣固，水氣界面，水腐蝕和大氣腐蝕等同時進行，材料損耗速度快有關。為防止水質在用戶終端惡化，應推廣使用造價低，耐腐蝕能力強的水龍頭。
4.2 在居民區用水主要集中在幾個時間段，其余時間內，水在小口徑配水管及戶內管內基本處于停滯狀態，有利于微生物隨機碰撞后發生粘附并穩定增長，使管道在較短時間內即出現腐蝕。考慮到小口徑配水管和戶內管對壓力要求不高且PVC。PE管等的耐腐蝕性能好，建議在輸配水系統末端和近末端，設計施工室內管道時多采用這些管材。
4.3 隨著高層建筑的迅速隕起，二次供水范圍越來越廣。從調查結果看，二次供水設施內流出的水的水質嚴重下降并會導致室內管道加速腐蝕；為了維持二次供水水質的穩定性，必須提高二次供水設施的設計，加強運行管理，尤其要重視定期清洗消毒工作，有關貯水材料的腐蝕控制，貯水量的適時調節等方面的研究也值得深人開展。
4.4 水庫容積大，在較長的水力停留時間隊可能發生比較嚴重的底泥淤積并在下層形成厭氧環境，使硫酸鹽還原茵等厭氧菌增殖，同時出現硝化和反硝化等過程r51。定期監測水庫水質，觀察水庫底部和周壁污泥積累情況并及時清洗對優質供水和管道維護是必要的。
4.5 提高出廠水水質，杜絕二次污染的發生是控制輸配水系統腐蝕的根本途徑。每種水都具有腐蝕性，其強弱與水的理化特征和所接觸材料的表面性質有關。如果條件許可，應適當改進生產工藝，如用石灰調節出廠水pH，降低水的腐蝕性。一般情況下，與水質惡化有關的腐蝕主要受生物過程調控。抑制微生物在輸配水系統內生長，首先要防止微生物由于處理不徹底或發生二次污染從外界進入管道。為此，可對消毒工藝和消毒劑類型進行調整。二氧化氯等消毒劑的氧化性強，殺細菌抱子和病毒等微生物的能力超過氯且除THM前驅物效果好，可先用其對原水進行初級消毒，過濾后再投加氯，確保消毒效果。氯胺反應活性差，但穩定性好，在水力停留時間長的夜間可替代氯使用，達到持續殺菌的目的。抑制微生物再生長的其他措施包括對水進行深度處理，降低微生物生長所必需的營養物質(如鐵)的含量，使微生物因營養缺乏而不能繁殖生長。
4.6 輸配水系統的腐蝕與水在管道內的流態密切相關。保持經濟流速不僅能降低能耗，保證供水壓力，也可有效控制腐蝕的發生。在對整個輸配水系統進行評價時，應設法改造緩流區等易出現水質問題的區域，在全范圍內均衡供水。
4.7 輸配水系統發生腐蝕后，水質嚴重下降。居民可根據水質下降程度適當調整用水習慣，盡可能排盡積水后接取大口徑輸配水管內流出的潔凈水。
4.8 供水部門必須重視輸配水系統的腐蝕問題。在腐蝕嚴重區，應經常開展沖洗工作。沖洗過程中，適當增加消毒劑用量，以殺死沖洗后重新懸浮的微生物。推薦在沖洗后投加腐蝕抑制劑，促進管道內表面保護膜的形成。若積累的腐蝕產物引起管道輸水能力嚴重下降，應有計劃地進行刮管襯里。
