1管材及設(shè)備對(duì)水質(zhì)的影響
1.1腐蝕管網(wǎng)管體破損和腐蝕是水質(zhì)事故的重要成因。97年對(duì)國(guó)內(nèi)大中城市自來(lái)水公司的調(diào)查數(shù)據(jù)顯示，末端水的濁度、細(xì)菌總數(shù)、總大腸菌群和游離余氯全年綜合合格率較出廠水降低了3.05%，其中總大腸菌群合格率下降7.3%，接近標(biāo)準(zhǔn)臨界值。三氯甲烷、四氯化碳分別增加47.91%和38.78%，高錳酸鹽指數(shù)增加35.0%，反映出管網(wǎng)中有機(jī)污染物的增加和氯化作用的存在。我國(guó)許多城市在20世紀(jì)90年代前鋪設(shè)的管道當(dāng)時(shí)未采用內(nèi)外防腐措施，現(xiàn)在銹蝕已相當(dāng)嚴(yán)重，成為“紅水”、“黑水”等水質(zhì)事故的誘因。
1.1.1金屬材料金屬管內(nèi)壁腐蝕引起的濁度﹑色度﹑鐵﹑錳等含量增加，一般內(nèi)壁銹蝕的管道污染增加量較大，小口徑管道的增加量比大口徑更大。鐵銹溶于水中造成臭味及味覺(jué)不快。另外金屬管子內(nèi)壁腐蝕形成銹垢，，這種結(jié)垢層是細(xì)菌孳生的場(chǎng)所，微生物附著生長(zhǎng)從而形成生物膜，美國(guó)在管道生物膜中檢出28種細(xì)菌。生物膜的老化與脫落引起了用戶的嗅、味和色度的增加，并且這些微生物漸漸對(duì)消毒劑產(chǎn)生了抵抗力，不易被殺滅，更增加了終端自來(lái)水微生物的數(shù)量。管道結(jié)垢層的厚度會(huì)隨著時(shí)間的延續(xù)不斷地增加，使管道有效截面積不斷縮小，從而嚴(yán)重影響了管道的輸水能力。
1.1.2水泥材料使用水泥材料的管子有混凝土管、石棉水泥管、水泥襯里管。水與管壁接觸部分的腐蝕都是出于同一機(jī)理。水中酸性成分消耗水泥堿性成分，引起ca2與oh分解，使飲用水水質(zhì)惡化。
我國(guó)1988年以后至今逐步推廣對(duì)金屬管道應(yīng)用水泥砂漿內(nèi)襯涂防腐，從檢修挖出管道檢查情況來(lái)看，內(nèi)防腐效果良好，但也存在一定的缺點(diǎn)，因管道施工回填后變形引起砂漿爆裂，部分脫落，以及水泥砂漿經(jīng)長(zhǎng)期浸泡、沖刷，水泥成分滲出流失，以致引起水泥砂漿結(jié)構(gòu)松散，部份脫落的水泥砂漿流至用戶表前，有的甚至導(dǎo)致閥門(mén)不能啟閉。
1.2管道及設(shè)備損壞使水質(zhì)受到污染
1.2.1管道埋于地下，被受污染的地下水或污水浸泡，若是管道穿孔、閘門(mén)滲漏、接口漏水等未得到及時(shí)修復(fù)，一旦失壓或停水，污水就有可能被吸入，引起管內(nèi)污染。
1.2.2管道上的排水閘出口低于河床水位或接至下水管道中，若閘門(mén)關(guān)閉不嚴(yán)，則會(huì)引起臟水倒灌，引起管內(nèi)污染。
1.2.3管道爆裂漏水，關(guān)閘后形成負(fù)壓，臟水吸入管內(nèi)，管道修復(fù)后又未及時(shí)沖排形成污染。
1.2.4用戶端的貯（用）水設(shè)備與供水管道相通，無(wú)任何隔斷措施，突因停水或其他種種原因引起外來(lái)水體回流入配水管內(nèi)，引起污染。而目前我國(guó)一般使用普通止回閥防止水倒流，但使用的效果不好。
1.3管道及設(shè)備的材質(zhì)選擇不當(dāng)造成水質(zhì)污染作為輸送飲用水的管材和設(shè)備與水接觸的部分應(yīng)該是無(wú)毒的，這是選用管材和設(shè)備最基本的要求。在目前市場(chǎng)上，管材和設(shè)備的品種繁多，怎么去鑒別管材和設(shè)備的衛(wèi)生狀況呢？
1998年10月1日國(guó)家技術(shù)監(jiān)督局與衛(wèi)生部聯(lián)合發(fā)布了“生活飲用水輸配水設(shè)備及防護(hù)材料的安全性評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)”（gb/t17219-1998），這是目前評(píng)價(jià)輸送生活飲用水管材衛(wèi)生安全性的重要依據(jù)。
1.3.1塑料管道及設(shè)備成都水質(zhì)監(jiān)測(cè)站按國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)（gb/t17219-1998）對(duì)不同廠家的pvc-u管材和管件進(jìn)行安全性抽驗(yàn)，有四次浸泡液中鉛含量嚴(yán)重超標(biāo)，有一次出現(xiàn)氯仿、四氯化炭超標(biāo)。監(jiān)測(cè)站技術(shù)人員指出，鉛是一嚴(yán)重的蓄積性毒劑，是一種致癌變物質(zhì)，無(wú)論是由于短期還是長(zhǎng)期攝入人體的鉛，都會(huì)嚴(yán)重?fù)p害健康或造成死亡；氯仿、四氯化炭也均為高致癌風(fēng)險(xiǎn)的有機(jī)毒物，由于生產(chǎn)成本等因素，有不少?gòu)S家采用低價(jià)的三鹽基性硫酸鉛或二鹽基性亞磷酸鉛作為產(chǎn)品的熱穩(wěn)定劑，因此產(chǎn)品中含有鉛，產(chǎn)品經(jīng)高氯水的浸泡后，水中自然會(huì)出現(xiàn)大量的鉛。而氯仿、四氯化炭超標(biāo)則是由于管件與管材粘接時(shí)所使用的粘合劑的溶劑引起的。
1.3.2玻璃鋼管玻璃鋼管對(duì)內(nèi)防滲層樹(shù)脂有明確的要求，要無(wú)毒、防滲、耐磨，厚度宜2mm.這樣防滲層應(yīng)采用價(jià)格較貴的間苯性不飽和聚酯樹(shù)脂，但有的廠家采用價(jià)格較低的鄰苯性不飽和聚酯樹(shù)脂，厚度也相當(dāng)薄，倘若此層出現(xiàn)裂紋，纖維容易浸入水中。離心工藝制管來(lái)源于奧地利；纏繞工藝制管來(lái)源于意大利。可是維也納、羅馬以及經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)國(guó)家的大都市的自來(lái)水管網(wǎng)中，沒(méi)有或很少采用此類管材。這些國(guó)家的一些廠商卻不斷向發(fā)展中國(guó)家傾銷(xiāo)此類制管設(shè)備，大量用于城市供水管網(wǎng)中，應(yīng)該三思。
1.3.3對(duì)于水泥壓力管、內(nèi)襯水泥砂漿的球墨鑄鐵管及鋼管，在衛(wèi)生狀況上乃有兩點(diǎn)應(yīng)請(qǐng)注意：1.水泥成品往往滲入礦渣，這種水泥有無(wú)放射性指標(biāo)超標(biāo)的問(wèn)題值得留心，有些管廠的樣本上標(biāo)注他們選用的水泥，放射性指標(biāo)檢驗(yàn)是合格的證明文件，應(yīng)示歡迎。
2.上述管材內(nèi)表面不應(yīng)存在浮漿，就是管道清洗后灰粉層也往往會(huì)使輸水過(guò)程中懸浮物增多。
另外，鋼管及設(shè)備內(nèi)涂涂料的問(wèn)題更應(yīng)小心，避免有毒涂料造成污染。
2防止因管材及設(shè)備造成污染的對(duì)策2.1推廣應(yīng)用新型管材隨著技術(shù)的進(jìn)步，新型管材不斷地推陳出新。現(xiàn)今，已開(kāi)發(fā)出可用于給水工程中的管材有聚乙烯管（pe管，包括hdpe管、mdpe管、ldpe管）、聚丙烯管（pp-r管、pp-c管）、交聯(lián)聚乙烯管（pe-x管）、聚丁烯管（pb管）、金屬塑料復(fù)合管（包括鋁塑復(fù)合管、鋼塑復(fù)合管等）、預(yù)應(yīng)力鋼筋鋼筒混凝土管（pccp管）、玻璃鋼管、銅管、不銹鋼管等。盡管這些管材的材質(zhì)不盡相同，生產(chǎn)工藝各有其特點(diǎn)，但在給水工程中表現(xiàn)出的結(jié)構(gòu)獨(dú)特、強(qiáng)度高、內(nèi)壁平滑、過(guò)流量大、耐腐蝕、無(wú)毒無(wú)污染、連接方便、接頭密封好、重量輕、施工快捷、使用壽命長(zhǎng)等特點(diǎn)使其大大地優(yōu)于普遍使用的鍍鋅管、鋼管、鑄鐵管，成為他們最理想的替代品。最近，有些地區(qū)供水行業(yè)禁用硬聚氯乙烯管（upvc管），理由是管中含鉛和用鉛鹽作穩(wěn)定劑的鉛鹽嚴(yán)重超標(biāo)，同時(shí)制備pvc的單體氯乙烯（vcm）是否有致癌作用，學(xué)術(shù)界尚在研究討論中。
一般情況下，管徑1400mm宜從pccp、球墨鑄鐵管、鋼管及質(zhì)量可靠的玻璃纖維加強(qiáng)管中選擇，直徑越大pccp的技術(shù)經(jīng)濟(jì)的優(yōu)越性越大。如生產(chǎn)及施工質(zhì)量難以確保，盡量避免使用鋼管。
2.2管材及設(shè)備的防腐
2.2.1球墨鑄鐵管和鋼管的防腐
2.2.1.1瀝青類涂層瀝青類涂層包括石油瀝青和煤瀝青，我國(guó)和東歐多采用石油瀝青，西方國(guó)家多采用煤瀝青。施工時(shí)將熔融的瀝青與加強(qiáng)物（如玻璃布）交替纏敷，形成多層厚涂層。其優(yōu)點(diǎn)是價(jià)格低廉，施工工藝成熟，其缺點(diǎn)在于低溫脆裂、高溫流淌，耐老化性能較差。石油瀝青抗細(xì)菌侵蝕及耐水性能差，易為植物根莖穿透。隨著近幾年石油瀝青價(jià)格的上升，成本亦有所上漲。煤瀝青柔韌性較差，澆涂時(shí)嚴(yán)重污染環(huán)境并有致癌成分散發(fā)。
瀝青防腐層涂裝工藝復(fù)雜，施工時(shí)涂層質(zhì)量較難控制。當(dāng)瀝青溫度較高時(shí)，涂層易出現(xiàn)針孔、流淌現(xiàn)象；瀝青溫度較低時(shí)，則流平性差使涂層厚度不均勻。尤其現(xiàn)場(chǎng)施工的防腐層質(zhì)量更難以保證。此外，管道處于土壤應(yīng)力較大的環(huán)境中時(shí)，涂層容易發(fā)生失粘剝離破壞。
石油瀝青適用于地下水位較低，植被較差，土壤電阻率較高的曠野，我國(guó)新疆的某長(zhǎng)輸管線使用其防腐迄今已運(yùn)行40多年。煤瀝青則可用在土質(zhì)較好的地段，武漢的一條自來(lái)水管線采用煤瀝青防腐，迄今已運(yùn)行了74年，涂層和鋼管完好如初。由于環(huán)保因素的制約，國(guó)內(nèi)各城市管網(wǎng)將逐漸淘汰瀝青類涂層的使用。
2.2.1.2環(huán)氧煤瀝青涂層為改善其粘結(jié)力和減輕環(huán)境污染，在瀝青中加入環(huán)氧樹(shù)脂就制成了環(huán)氧煤瀝青涂料。其與玻璃布共同形成的環(huán)氧煤瀝青涂層適用于地質(zhì)條件較為復(fù)雜，土壤電阻率中等的地段，較好滿足了市政管線防腐的需要，成為國(guó)內(nèi)城市自來(lái)水管線的主流涂層，珠海和深圳特區(qū)管線外防腐目前基本上都是使用該類涂層。
環(huán)氧樹(shù)脂的加入使涂層的粘接力大大增強(qiáng)，該涂料使用時(shí)無(wú)須熬制，實(shí)現(xiàn)了冷涂裝，從而使其對(duì)環(huán)境的影響大大減小。但涂裝后需要幾天時(shí)間才能完全固化投入使用。固化時(shí)氣溫變化、揚(yáng)塵、雨雪等對(duì)涂層性能都有重要和直接的影響，涂料配制時(shí)的比例需按氣溫進(jìn)行相應(yīng)調(diào)整，故對(duì)操作場(chǎng)地和人員的素質(zhì)要求較高。
施工中因操作工人的原因，涂層總厚度也難以控制，厚薄不均、不能達(dá)到設(shè)計(jì)總厚度是施工質(zhì)量的通病。工廠預(yù)制的涂層管在運(yùn)輸過(guò)程中會(huì)有較多的破損，現(xiàn)場(chǎng)涂裝遇到惡劣氣候或溝底有積水時(shí)，將嚴(yán)重影響施工質(zhì)量及施工速度。此外，施工是有的隊(duì)伍有意提高稀釋劑用量以降低成本，以至固化后玻璃布網(wǎng)眼不能充滿，使涂層質(zhì)量得不到保證。上述原因造成環(huán)氧煤瀝青涂層使用效果往往不甚理想，涂層失效的另一個(gè)原因也是土壤應(yīng)力對(duì)涂層的破壞。
2.2.1.3膠帶膠帶由聚乙烯單面涂敷膠粘劑而成，較好克服了環(huán)氧煤瀝青涂層的缺點(diǎn)。施工時(shí)螺旋纏繞在涂刷了快干底漆的鋼管表面，其外側(cè)為光滑且化學(xué)惰性的聚乙烯，與土壤間作用很弱，因而較好避免了土壤應(yīng)力對(duì)涂層的破壞。聚乙烯具有很強(qiáng)的電絕緣能力和抗老化性。
纏繞后管道可立即下溝回填。其施工過(guò)程基本無(wú)污染，環(huán)境對(duì)其性能基本無(wú)影響，膠帶材料本體在工廠成型，可保證厚度和質(zhì)量均勻，操作人員素質(zhì)對(duì)防腐層性能的影響大大減小，這些特點(diǎn)使膠帶可非常方便地現(xiàn)場(chǎng)操作。配合便攜式機(jī)具，很適合市政管道有較多管件的操作環(huán)境，從而受到市政部門(mén)的大力歡迎。
膠帶適用于防腐管地面運(yùn)輸較困難或環(huán)保要求嚴(yán)格的地區(qū)，在四川有很多應(yīng)用，主要原因就是適合在丘陵地帶現(xiàn)場(chǎng)施工，避免了其它涂層管在運(yùn)輸過(guò)程中的破損。國(guó)內(nèi)在深圳、廣州等燃?xì)夤芫�上有較多應(yīng)用，施工時(shí)采用現(xiàn)場(chǎng)溝上，甚至溝下作業(yè)。廣州自來(lái)水公司在近年的新管網(wǎng)建設(shè)中已開(kāi)始使用膠帶防腐。
2.2.1.4水泥沙漿不管是海水還是談水，水泥襯涂都可以使鐵表面鈍化，水泥還具有水化作用，可以說(shuō)是合理的防腐方法，因此水泥沙漿襯層是最常見(jiàn)的管道內(nèi)涂層，根據(jù)口徑不同，管道涂層厚度為4-10mm，口徑越大涂層越厚。較厚的涂層減小了過(guò)水?dāng)嗝�，且表面粗糙，使流�?dòng)阻力增加，另外較重的管體增加了管道運(yùn)輸和安裝的工程量。水泥砂漿涂層剛性且附著力稍差，在管體變形時(shí)容易脫落。但其較低的造價(jià)成為國(guó)內(nèi)自來(lái)水管道內(nèi)防腐的首選涂層，但對(duì)于礦渣水泥有無(wú)放射性物質(zhì)應(yīng)引起注意。
在水泥沙槳中加入一定量的高分子聚合物就成為聚合物沙槳，已在我國(guó)石油工業(yè)輸水上有較多的應(yīng)用。其對(duì)鋼材的表面處理要求較低，特別適合于已有腐蝕麻坑的舊管，且具有良好的耐蝕、抗?jié)B、抗裂性能，較強(qiáng)的粘接力及適應(yīng)鋼材變形能力。
在油田水罐實(shí)用效果表明，涂層應(yīng)變性良好，無(wú)脫落，水質(zhì)無(wú)變化。對(duì)于自來(lái)水管道，聚合物砂槳可較好滿足實(shí)用要求，且價(jià)格適中，目前正在推廣過(guò)程中。
2.2.1.5飲用水涂料飲用水涂料較好解決了沙槳襯層的缺點(diǎn)，根據(jù)品種及使用環(huán)境不同，涂層厚度0.15-0.5mm。對(duì)管徑的影響很小，表面光滑不結(jié)垢，可使過(guò)水能力提高8%-10%，同時(shí)因磨阻降低，可減少能耗6%-8%，缺點(diǎn)在于價(jià)格稍高。由于是用在管內(nèi)壁，環(huán)境氣候?qū)袒^(guò)程的影響很小。珠海水司目前大多使用無(wú)毒飲用水涂料作為內(nèi)防腐。
使用飲用水涂料時(shí)需要注意的問(wèn)題是涂料的水質(zhì)的影響，國(guó)內(nèi)較多使用的無(wú)毒環(huán)氧飲水涂料。
無(wú)論采用何種防腐涂料，均應(yīng)注意對(duì)管件的防腐，而且應(yīng)采用同種涂料。
2.2.2管網(wǎng)設(shè)備的防腐管網(wǎng)設(shè)備主要為閥門(mén)，閥門(mén)的防腐要求：
1、閥門(mén)內(nèi)腔一律采用環(huán)氧混合粉末涂裝，涂層厚度≥200μm.大口徑閥門(mén)內(nèi)腔采用環(huán)氧樹(shù)脂漆涂裝，涂層厚度≥125μm.噴涂前必須對(duì)金屬表面進(jìn)行噴丸處理至近白級(jí)（sa2？級(jí)），且需不超過(guò)4小時(shí)進(jìn)行加溫噴涂。
2、對(duì)安裝在野外的閥門(mén)外表面，在環(huán)氧涂裝外表面還應(yīng)涂上一層耐紫外線的丙烯酸涂料。
3、所有閥門(mén)在涂裝前均必須作除油、噴砂處理。
2.3加強(qiáng)管材及防腐材料的檢測(cè)在大批量選用一類管材或防腐材料時(shí)，應(yīng)委托水質(zhì)監(jiān)測(cè)中心作浸泡水后的水質(zhì)分析，倘若多次檢測(cè)有某些元素含量超標(biāo)，此管材及防腐材料不宜選用。
2.4選用倒流防止器防止倒流引起的二次污染二次污染是一個(gè)比較難解決的問(wèn)題，它發(fā)生的幾率高，點(diǎn)多面廣，不易監(jiān)控。最近飲用水污染問(wèn)題也常見(jiàn)諸報(bào)端。二次污染的共同特點(diǎn)，是非飲用水和飲用水的連接處出現(xiàn)了倒流造成污染。而目前我國(guó)一般使用普通止回閥防止水倒流，但使用的效果不好，為此，國(guó)內(nèi)有些廠家研制出倒流防止器，它的作用就是在任何工況下防止管道中的介質(zhì)倒流，以達(dá)到避免倒流污染的目的，防止管網(wǎng)二次污染。
因此gb50015—2003《建筑給排水設(shè)計(jì)規(guī)范》詳細(xì)規(guī)定了倒流防止器的安裝場(chǎng)合。同時(shí)也說(shuō)明了倒流防止器和止回閥的區(qū)別（止回閥只是引導(dǎo)水流單向流動(dòng)的的閥門(mén)，不是防止倒流污染的有效裝置）。認(rèn)真貫徹實(shí)施gb50015—2003規(guī)范是防止二次污染的有效途徑。
2.5加快陳舊管網(wǎng)改造步伐由于技術(shù)和經(jīng)濟(jì)上的原因，以前埋設(shè)的管道相當(dāng)一部份未做內(nèi)防腐，導(dǎo)致管道內(nèi)壁結(jié)垢，個(gè)別腐爛穿孔，嚴(yán)重影響水質(zhì)。隨著城市建設(shè)的發(fā)展，借著舊城改造的契機(jī)，有條件開(kāi)挖的地區(qū)，可廢除舊管敷設(shè)新管；無(wú)條件開(kāi)挖的地區(qū)，可采用免開(kāi)挖修復(fù)技術(shù)。免開(kāi)挖修復(fù)技術(shù)方法較多，其中復(fù)合材料軟管翻轉(zhuǎn)法和異徑hdpe管穿插法修復(fù)舊管道技術(shù)較為適用。同時(shí)應(yīng)積極推廣對(duì)水質(zhì)無(wú)影響的內(nèi)防腐涂料包括環(huán)氧系列涂料、氟碳涂料等。
2.6管網(wǎng)沖洗水廠的出廠水雖經(jīng)過(guò)處理，但不是純凈的水，它仍含有某些無(wú)機(jī)物、有機(jī)物及微生物。無(wú)論何種材質(zhì)的管道，水在管網(wǎng)的流動(dòng)過(guò)程中會(huì)出現(xiàn)管道結(jié)垢的情況。因此，應(yīng)根據(jù)情況對(duì)管網(wǎng)進(jìn)行沖洗。管網(wǎng)沖洗主要是利用消防栓和排污閥。消防栓是為了防火而建設(shè)的。從主管至消防栓一般都有5～10m左右的管道，而該段管內(nèi)的水更成了“死水”影響了水質(zhì)。為了解決這個(gè)問(wèn)題就必須定期排放消防栓，一般每半年對(duì)消防栓必須進(jìn)行排放一次，并視情況制訂了臨時(shí)排放措施（如我司在咸期過(guò)后對(duì)管網(wǎng)進(jìn)行一次全面排污）。對(duì)于管網(wǎng)末梢、居民集中的小區(qū)及用戶投訴水質(zhì)較差的地區(qū)，除要增設(shè)排污閥之外，還要通過(guò)不斷地摸索和實(shí)踐，制定相應(yīng)的沖洗間隔時(shí)間。對(duì)管網(wǎng)進(jìn)行沖洗宜單向沖洗，即沖洗時(shí)把一端閥門(mén)關(guān)閉，使單向來(lái)水，然后再關(guān)閉另一端閥門(mén)，沖洗另一段管段。這樣沖洗效果更好。因維修管道停水造成的水質(zhì)污染應(yīng)視情況修好之后給予適當(dāng)?shù)貨_洗；對(duì)于新敷設(shè)的管道并網(wǎng)之前，必須經(jīng)過(guò)認(rèn)真地沖洗消毒。
