给排水管材对水质的影响及对应策略研究

邹丹玲

（广州自来水公司　广东　广州　510000）

给排水管材对水质的影响及对应策略研究

邹丹玲

（广州自来水公司广东广州510000）

本文介绍了现阶段给排水管材应用现状，并通过分析无机物和有机物溶出量、管道涂层因材料脱落产生杂质浓度的变化、生长环生长的难易程度等方面对水质的影响，总结归纳出影响管内水质变化的因素，并提出相应的应对策略，以控制管内水质的变化，进而为人们提供更好质量的水。

排水管材；水质；应对策略

引言

随着人们生活质量水平的提高，人们对给排水管管材质量要求也越来越严格，国家投入了大量资金来进行研发及开发管材和配件技术。研究学者经过长期探索和研究，发现管道中的水在运输过程中，发生了复杂的化学、物理、生物等方面的变化，致使管内水质发生变化，甚至可能会出现水中色度、浊度和细菌超标等问题。因此对管道管材正确选择以及维护对正常运行水管网系统和获得较好水质有重大的意义。

1　给排水管材现状以及要求

1.1给排水管材的现状

目前我国现阶段水管网主要应用不锈钢管、塑料管、玻璃钢管等作为给排水管管材，下面介绍一下三种管材的基本情况：

1.1.1不锈钢管的应用现状

不锈钢管作为给水管材拥有优异的抗磨损性能，卓越的耐腐蚀性能，抗拉强度好，并且有良好的韧性和延展性。不锈钢管化学性质稳定，在高温和低温条件下都能稳定存在，不会产生有害物质。另外，通过实验数据我们可以知道，不锈钢使用寿命可长达100年，可以减少管道的更换和维修，运行费用低。

1.1.2塑料管的应用现状

随着国内材料技术的快速发展，塑料管道的应用也掀起了一阵新的高潮，国内很多省市也开始推广使用UPVC塑料排水管和聚乙烯塑料排水管。塑料管道拥有耐腐蚀性能强，输送水过程中不易产生污染的优点，能保证管内水质稳定。另外，塑料管拥有良好的耐水压能力，在供水过程中安全系数高。

1.1.3玻璃钢管的应用现状

作为一种新型的复合材料管材，玻璃钢管拥有其他传统管材所不能比拟的优越性，玻璃钢管具有优良的耐腐蚀性、耐水性、力学性能以及耐温性能，且重量轻，可以方便快捷的运输和安装。因为其拥有优良的抗污抗冻能力，所以安装工程过程中不需要防污保温的措施，可以大大减少工程维护费用。

1.2对给排水管材的要求

我国目前有种类较多的管道材料，可以根据其使用环境和条件选择最佳条件的给排水管材，可以获得较好的经济技术效果。

我们要求给排水管材应具有以下条件：①要具有良好的抗压能力，在运输水的过程中能够承受所需内压。②必须化学稳定性好，在与水接触后不会产生反应生成有毒有害物质。另外，要求给排水管道经过长期输送水后，内壁依然光滑，可以保持良好输送水的能力。③耐腐蚀性能、使用寿命长短、造价高低也是要求管材所需要考虑的问题。

2　管材对水质的影响

在通常情况下，供水在进入管道前，均能达到我们所需标准，但其仍然不是纯净水，所以水中含有各类微生物、金属元素以及化合物。在水的运输过程中，水中的微生物和细菌可能继续进行繁殖，使水质发生变化。水在流动时，水中残留的化合物也会分解，使管内材质与水中化合物发生化学反应，水中产生新的物质，也导致水质发生了改变。

2.1管内生物性堵塞

在供水未进入给排水管道前，一般都有经过消毒和净化，没有微生物生存和繁殖的环境和条件。但嗜铁细菌是种特殊的化学营养细菌，可以在有机物含量少的情况下，依靠亚铁盐类的氧化产生的能量在清洁的水中生存。因而嗜铁细菌可以在管内壁生存，并吸收亚铁盐产生氢氧化铁，污染用水，形成堵塞，使管径变窄。

2.2水中无机盐的沉淀对水质的影响

在水源中几乎都含有钙镁等无机盐阳离子，并且二氧化碳溶于水会生成碳酸根阴离子，当钙镁阳离子和碳酸根阴离子相遇时，就会发生反应产生碳酸钙（镁），由于碳酸钙（镁）难溶于水，当含量达到一定程度会产生沉淀，影响了管道输送水的能力。同时，这些无机盐沉淀随水的流动进入用户家中，产生污垢，影响了用户的饮水质量。

2.3管材对管道内余氯衰减速率的影响

国内水厂主要通过液氯来对水管网进行消毒，因此，管内余氯衰减程度与其内部水质有很大的关联，余氯衰减速率越快，管内余氯越少，水质越差。反之，水质越好。管道材质是影响余氯衰减速度的主要因素，若管内壁表面光滑，化学性能稳定，不易发生腐蚀和产生沉淀，因此微生物难以生存。这样的管壁由于沉淀物、腐蚀产物及微生物含量较少，所以余氯衰减速率慢。相反条件下，由于腐蚀和沉积物堆积，促进了微生物繁殖和生长，微生物生长又促进了腐蚀的进行，造成余氯衰减速率加快，余氯含量降低，使水质变差。

2.4管材腐蚀对水质的影响

金属给排水管内壁发生金属腐蚀引起水中铁、锰等金属元素含量增加，导致水的色度和浊度增加，同时铁锈溶在水中会产生臭味，造成水口感不好。另外，由于给排水管道在长期输水过程中发生腐蚀，生成沉淀物，堆积成结垢层，结垢层是微生物生长繁殖的场所。随时间增加，结垢层由于微生物的增多而形成“生长环”，生长环内有多种微生物和金属元素，也严重影响了水质[1]。

2.5管材材质不当对水质的影响

输送水的管材作为和水直接接触部分，应该是无毒无害的，这是对管材最基本的要求。在用液氯对水管网消毒的过程中，塑料输水管生产过程中添加的金属热稳定剂中含有的三盐基性硫酸铅，经过高氯水的浸泡，会出现大量的铅，对水造成了严重的污染。其次聚乙烯塑料管本身对人类并无危害，但是在极端条件或高温条件下，会产生对人类健康的不利影响，甚至会致癌。另外不锈钢管内涂料问题应更加小心，防止涂料与水反应产生有毒物质，造成水污染。

3　应对策略

3.1定期管内除垢

重新对管道敷设，一方面对城市破坏大，而且也消耗了经济成本。因而对管道除垢、刮管、清管是一个保持水质的关键，输水管进行除垢除了能延长管道使用寿命，同时避免了对城区破坏，消耗成本较低。

3.1.1机械清洗

当管内壁形成了坚硬的污垢，此时需要采用机械清洗法，对管内壁污垢进行机械刮除。对于大口径管道内污垢，一般采用锤击式电动刮管器，它主要是通过电动机带动的链轮转动，然后用链轮上榔头对管壁锤击，来达到清理管道内壁污垢的目的。刮管机可以通过地面操控台进行操控，可以在管道内行走，十分方便快捷。小口径管道除垢主要是通过钢丝绳带动由钢丝、切削环、刮管环组成的器械在管内行走达到除垢的目的。首先由切削环在管内壁污垢深刻划痕，然后刮管环刮下管内污垢，最后由钢丝刷洗干净。

3.1.2弹性冲管器

弹性冲管器可以针对不同软硬程度的污垢、锈蚀，采用不同类型的冲管器除垢。弹性冲管器不仅能够除掉管内的污垢，而且可以在新管道通水前清除。这种方法清管长度可以由十几米变动至几千米，只要管道内径不发生变动，就能通过任何角度的弯管，进行长距离的清管。弹性冲管法还具有施工时停水时间短、节水、高效的优点。

3.1.3高压射流

通过一定压强的高压水，利用向后喷水产生向前作用力，推动其前进，使管内污垢脱落并且打碎，最后随水流排出输水管，这种方法适用于50～70m的中小型管道[2]。

3.1.4酸洗

将规定浓度的硫酸或盐酸溶液放入到水管中，利用酸可以与碳酸盐和锈迹发生化学反应，使其溶解，之后再用清水对管道清洗，直至管内水中不含有酸和不溶解的沉淀物。由于酸液在对管内进行冲洗的同时，也会对管壁侵蚀，因而我们在加酸的同时应加入缓蚀剂，可以减少酸对管壁的侵蚀。

3.2对管壁涂抹防腐涂料

对管道内部涂抹防腐材料可以减轻通水后的腐蚀，延长管道的使用寿命，所以这项工作十分有必要。

3.2.1水泥砂浆衬里法

无论在淡水还是海水的条件下，水泥砂浆衬里都可以使金属表面钝化，另外水泥还有水化的作用，因此水泥砂浆是应用最广泛的管道内涂层材料。根据管径不同，管道涂层厚度不同，管径越大，涂层越厚。水泥砂浆衬里除了能起到防腐的化学性能外，其还能通过管壁支托结构和自身结合力，使管壁结构更加牢靠。水泥砂浆造价较低也是国内选择其作为管道内防腐材料的重要因素。

3.2.2环氧树脂涂抹法

环氧树脂作为一种坚硬、耐磨、形成快速的涂层，其具有紧密性、耐磨性等优点，环氧树脂涂层达到0.5～1mm的厚度，既能达到防腐要求。对管内壁使用环氧树脂涂抹后，通过2h的养护，管道就能投入使用，因此其拥有施工周期短的优点。

3.3推广应用新型管材

随着科学技术的进步，新型管材也不断的出现，现阶段可用于水工程的管材有聚丙烯管、聚乙烯管、金属塑料复合管等新型材料管道。这些管材尽管材质不同，生产工艺也各有特点，但在给排水工程中均表现出无毒无污染、耐腐蚀、强度高、内壁平滑、使用寿命长、重量轻、易于施工等特点。使其在给排水管道系统中拥有无可比拟的优势，是替代铸铁管、镀锌管、钢管等传统管材的理想替代品。

4　总结

在提高出厂水质的前提下，如何能保证水质的安全，是我国当前需要解决的问题。我们通过分析管材对水质的影响因素，总结出应对的措施。对于我国现阶段国情，我们应该及时清理管内污垢，解决管内部腐蚀问题，这样才能为人们提供较高质量的水，延长管道使用寿命。与此同时，我们还要加快对新管材探究的步伐，研究出新型管材，保证人们的饮水健康。

[1]廖伟伶.给水管道管材对水质的影响及防腐措施[J].重庆工商大学学报，2012，11：93～99.

[2]蒋柱武，黄天寅.给排水管道工程[M].同济大学出版社，2011.

TU991.21

A

1673-0038（2015）04-0088-02

2015-1-9