張韜

[摘要]隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展，居民生活的用水量持續(xù)攀升。盡管自來(lái)水廠的出廠水質(zhì)通常都能夠達(dá)到飲用水的相關(guān)的衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)，但是經(jīng)過(guò)水管管網(wǎng)的輸送過(guò)后，水質(zhì)的合格率呈現(xiàn)明顯下降的趨勢(shì)，特別是在一些管網(wǎng)的末端，非常容易出現(xiàn)水質(zhì)惡化的現(xiàn)象。影響水質(zhì)發(fā)生變化的原因較多，但最重要的影響因素還是管道的材料，自來(lái)水在漫長(zhǎng)的管道運(yùn)輸過(guò)程中，與管壁材料接觸的時(shí)間較長(zhǎng)，因而很容易發(fā)生一系列的物理、化學(xué)以及生物的反應(yīng)，從而導(dǎo)致水質(zhì)下降。文章主要探討給排水管材的主要類型，著重分析了給排水管材對(duì)水質(zhì)的影響以及具體處理方法。

[關(guān)鍵詞]給排水；管材；水質(zhì)；影響；處理方法；研究

[DOI]1013939/jcnkizgsc201537045

近年來(lái)，我國(guó)自來(lái)水的水質(zhì)情況總體呈現(xiàn)下滑的趨勢(shì)，給居民的日常生活帶來(lái)了嚴(yán)重的影響。由于自來(lái)水在管道長(zhǎng)時(shí)間輸送過(guò)程中，在相關(guān)條件的作用下會(huì)發(fā)生一系列的化學(xué)、物理、微生物反應(yīng)等，從而給水質(zhì)帶來(lái)了一定程度上的二次污染，使總體水質(zhì)下降。因此，在進(jìn)行相應(yīng)的水質(zhì)研究和處理的工藝過(guò)程中，一定要充分重視管網(wǎng)、管材對(duì)水質(zhì)造成的影響，針對(duì)自來(lái)水管網(wǎng)材質(zhì)的具體情況，進(jìn)行有效的處理，以盡可能地改善和提升自來(lái)水的水質(zhì)。

1給排水管道材料的分類

給排水管道系統(tǒng)的管材大致可以分為兩個(gè)部分，即給水系統(tǒng)選用的管材和排水系統(tǒng)選用的管材。大體上這些不同的管材按照材質(zhì)的不同分為金屬管、非金屬管、復(fù)合管三種不同的類型。目前很多城市已經(jīng)陸續(xù)開始停止使用鍍鋅管和鑄鐵管，而改為大范圍內(nèi)提倡使用UPVC硬聚氯乙烯的給水管，并開始使用UPVC塑料的排水管，在很大程度上提高了管材的使用效率。

11金屬管

目前給排水工程中所使用的金屬管，包含了焊接鋼管、鍍鋅管、球墨鑄鐵管等。盡管此類金屬管的性能比較好，但是由于其工程造價(jià)比較高，因而主要用于熱水管道的使用。鍍鋅管，由于它比鋼管的造價(jià)要低很多，因此很多建筑給排水工程中仍然會(huì)主要使用這種管材，但是它的防腐性比較差，尤其是當(dāng)水中的含氯量逐漸增加的同時(shí)，會(huì)導(dǎo)致管內(nèi)壁的腐蝕結(jié)垢情況比較嚴(yán)重，因而也會(huì)影響到其具體的使用壽命。焊接鋼管是鋼板或鋼帶通過(guò)相應(yīng)的卷曲和焊接成型而使用的鋼管類型，其生產(chǎn)工藝比較簡(jiǎn)單，而且可以制成多種不同的規(guī)格，相較無(wú)縫鋼管而言，盡管它的硬度和抗壓強(qiáng)度比較差，但是它的實(shí)際工程造價(jià)卻要低很多。球墨鑄鐵管是一種鑄造鐵水里添加球化劑、在相應(yīng)的機(jī)械設(shè)備的作用下離心鑄造而成的一種管材，是鐵、碳與硅融合的合金材料，兼?zhèn)淞髓F好鋼材的本質(zhì)性能，因而機(jī)械性能非常好，而且這種材料的防腐性、延展性、密封性都非常好，并且安裝工程也比較簡(jiǎn)單，因而被廣泛應(yīng)用于輸氣、輸油、建筑給水等大型市政工程之中。

12非金屬管

非金屬管主要分為混凝土管、塑料管、PVC-U 管、PE管幾種常見的類型?；炷凉艿墓軓蕉际窃?300毫米以上，主要用于一些流量比較大的排水工程當(dāng)中，它的工程造價(jià)相對(duì)比較低，而且管的實(shí)際強(qiáng)度非常高，在一般水質(zhì)的影響下不會(huì)腐蝕和發(fā)生彎頭的現(xiàn)象。塑料管材是一種化學(xué)建材，通常情況下用于給排水工程中都是熱塑性塑料管，包括硬聚氯乙烯管、聚乙烯管、聚丙烯管、聚丁烯管、苯乙烯管等多種不同類型的材料，塑料管材最大的優(yōu)勢(shì)是重量非常輕而且耐腐蝕性特別強(qiáng)。例如，PVC-U管（硬聚氯乙烯管），在實(shí)際的生產(chǎn)過(guò)程中需要加入大量的添加劑，因而耐腐蝕性特別強(qiáng)，而且管壁非常光滑，特別有助于水流的流動(dòng)，這種管材的密封性特別好，可以有效地抵抗外在的壓力。再如PE管，它是由高分子有機(jī)材料化合而成，強(qiáng)度和質(zhì)量都非常好，而且耐腐蝕性能和韌性都非常好。最主要的是這種材料是一種無(wú)毒的材料，不含重金屬添加劑，在給排水運(yùn)送過(guò)程中，不易結(jié)垢，更不容易滋生細(xì)菌，因此可以有效地防止對(duì)水造成的二次污染問(wèn)題。

13復(fù)合管

它主要包含了襯鉛管、襯膠管、玻璃鋼管這三種常見的種類。這種管材是目前在給排水工程中使用比較理想的管材，但是由于它的工程造價(jià)比較高，對(duì)材料自身的性能要求也比較高。例如玻璃鋼管，它是一種管材性能非常不錯(cuò)的新型復(fù)合材料，具有自身非常突出的特點(diǎn)，如耐水、耐腐蝕性強(qiáng)、強(qiáng)度高、耐熱性的強(qiáng)大等，而且這種材料的重量比較輕，運(yùn)輸和安裝都十分便利，所采用的也是非常靈活的接口，極大地提高了實(shí)際的安全性能，而且用于具體的給排水工程中，可以不需要對(duì)工程本身進(jìn)行防銹、除污、絕緣以及保溫等外在保護(hù)工程，從而極大地提高了管材的使用壽命。

2給排水管材對(duì)水質(zhì)的影響

自來(lái)水的水質(zhì)與給排水管道的管材之間有密切的關(guān)系。由于目前我國(guó)所使用的大多是一般性的鋼管、鑄鐵管，因而在水管使用年限過(guò)長(zhǎng)以后，管道內(nèi)壁就會(huì)自然形成一些腐蝕性的水質(zhì)結(jié)垢，甚至也會(huì)在一定程度上導(dǎo)致大量微生物的繁殖和寄生。腐蝕物中具有很多微量元素和各類細(xì)菌，如果當(dāng)管道內(nèi)的水流的速度、方向以及水壓等發(fā)生一些突變的情況，就會(huì)帶來(lái)水質(zhì)的即可惡化，出現(xiàn)水質(zhì)渾濁、水中微量元素超標(biāo)、水色不正以及水中一些不明細(xì)菌的出現(xiàn)，而且隨著水管使用年限的增加，對(duì)水質(zhì)的影響和破壞力也就越強(qiáng)。在某些地區(qū)所大面積使用的金屬管道材料，就會(huì)在很大程度上造成對(duì)水質(zhì)的二次污染。由于水在實(shí)際的給排水管道的流動(dòng)過(guò)程中，在化學(xué)物質(zhì)分解和管道涂層材料發(fā)生某種程度的脫落的過(guò)程中，就會(huì)導(dǎo)致管道的管材材質(zhì)發(fā)生一系列的化學(xué)反應(yīng)，從而導(dǎo)致水中寄居的微生物再度迅速地繁殖，從而使管內(nèi)的水質(zhì)總體上發(fā)生改變。給排水管道系統(tǒng)是一個(gè)復(fù)雜而龐大的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，所有的自來(lái)水在水廠中通過(guò)相應(yīng)的管道運(yùn)輸出來(lái)以后，都會(huì)與大大小小很多不同的管壁之間進(jìn)行充分的接觸，從而導(dǎo)致一系列復(fù)雜的物理反應(yīng)、化學(xué)反應(yīng)以及生物反應(yīng)的發(fā)生，從而在很大程度上改變水質(zhì)，這也是管道管材的質(zhì)量成為影響管道內(nèi)部水質(zhì)的關(guān)鍵性的原因。通過(guò)相關(guān)實(shí)驗(yàn)研究和統(tǒng)計(jì)資料顯示，管材成為水質(zhì)污染的主要原因是具有相應(yīng)的理論結(jié)構(gòu)支撐的。如在氧化理論、過(guò)氧化理論、電化學(xué)理論、微腐蝕理論的影響下，會(huì)導(dǎo)致管道內(nèi)壁形成腐蝕、結(jié)垢等問(wèn)題。管道的管壁內(nèi)部還會(huì)形成生物性的堵塞，在水中形成碳酸鈣（鎂）沉淀形成水垢，如下圖所示：

管材對(duì)水質(zhì)的影響原理

3給排水管材對(duì)水質(zhì)影響的相關(guān)處理方法

由于給排水工程中運(yùn)輸?shù)乃|(zhì)會(huì)受到管材等多種綜合因素的影響，因此必須采取有效的相關(guān)處理方法來(lái)進(jìn)行。

31提高給排水管網(wǎng)水質(zhì)及其穩(wěn)定性

為了有效地降低管材的材質(zhì)對(duì)管內(nèi)的水質(zhì)所帶來(lái)的影響，盡可能地降低管道內(nèi)壁的腐蝕性，必須采取相應(yīng)的措施來(lái)提高管內(nèi)的水質(zhì)。例如，可以定期更換一些老舊的管線，改用新管線，如果考慮到更換新管線所產(chǎn)生的費(fèi)用問(wèn)題，也可以對(duì)一些舊管線進(jìn)行檢修、沖洗和實(shí)行消毒的措施；如果自來(lái)水管內(nèi)的管線終端或者管內(nèi)出現(xiàn)一些死水區(qū)域，一定要對(duì)這些部位采取定期放水和沖洗，以盡可能地減少管內(nèi)留有死角的機(jī)會(huì)和可能性，要安排專業(yè)的工作人員定期、定時(shí)地對(duì)這些管道的內(nèi)部進(jìn)行清理、去除污垢的工作，如果在管道檢查的過(guò)程中發(fā)現(xiàn)管道存在某些漏洞時(shí)一定要進(jìn)行合理的檢修，尤其是一些老住宅區(qū)內(nèi)一定要進(jìn)行全面的檢查和規(guī)劃工作，對(duì)一些老舊的塑料管道一定要及時(shí)進(jìn)行更換和清污的工作，在經(jīng)濟(jì)條件允許的情況下要改換一些高質(zhì)量的優(yōu)質(zhì)管材，以有效地降低管內(nèi)水質(zhì)被污染的可能性，在更新自來(lái)水管道方面，可以使用塑料管、玻璃鋼管以及鑄鐵管等，以有效防止水質(zhì)的二次污染。此外，還可以使用pH值的方法，也就是傳統(tǒng)意義上所說(shuō)的向自來(lái)水廠的出廠水中投放適量的穩(wěn)定劑，將具體的pH值調(diào)整到7～85的范圍，從而有效地提高水質(zhì)的穩(wěn)定性。

32高效維護(hù)舊的給排水管道系統(tǒng)

在對(duì)一些舊的給排水管道系統(tǒng)進(jìn)行維護(hù)的過(guò)程中，可以采用多種有效的不同方法對(duì)管道內(nèi)部管道進(jìn)行清洗，如高壓射流法、機(jī)械清洗法、彈性沖管器法、空氣脈沖法、酸洗法、脫脂法等，通過(guò)這些方法都可以有效地提高管道系統(tǒng)內(nèi)部的干凈和清潔性。在管壁清理完畢以后，也可以通過(guò)在管壁上涂抹防腐涂料的方法來(lái)有效地維護(hù)管道自身的清潔。

321清理管道內(nèi)部的有效辦法

要想提高管道內(nèi)流的水質(zhì)，一定要對(duì)一些老舊的給排水管道進(jìn)行有效的清污處理工作。第一，可以使用高壓射流法，通過(guò)利用高壓在5～30MPa的水，依靠水流向后噴射以后產(chǎn)生一個(gè)向前的反作用力量，從而有效地推動(dòng)整個(gè)運(yùn)動(dòng)，使管壁內(nèi)部的結(jié)垢在一系列的劇烈運(yùn)動(dòng)中被打碎、脫落，然后被流動(dòng)的水流帶走，但是這種方法僅僅適用于一些中小型的管道類型。第二，使用機(jī)械清洗的方法。通常情況下，如果一些老舊的管道已經(jīng)使用多年，那么管壁內(nèi)部所結(jié)的一些水垢會(huì)顯得比較堅(jiān)硬，用普通的水流通常不太容易被沖走，因此必須采用機(jī)械清理的辦法。例如在一些口徑比較小的水管類型，就可以利用電動(dòng)機(jī)帶動(dòng)鏈輪來(lái)進(jìn)行旋轉(zhuǎn)，通過(guò)鏈輪上面的錘擊將管壁附著的水垢清除，由于是利用機(jī)械，因此可以實(shí)現(xiàn)自動(dòng)刮管。第三，利用彈性脈沖器的方法。這是一種利用充氣的專用工具來(lái)刮掉管道內(nèi)部附著物體的方法，它可以對(duì)軟硬不同的結(jié)垢和鐵銹類型進(jìn)行清理，通過(guò)不同類型清管器來(lái)有效地去除管壁內(nèi)部的結(jié)垢物，同時(shí)還能夠有效地實(shí)現(xiàn)長(zhǎng)距離的清污工作，但是由于目前我國(guó)還沒有與之相配套的操作技術(shù)，因而并沒有得到廣泛的應(yīng)用。第四，可以使用空氣脈沖法。通過(guò)利用氣水混合物不斷變換壓力，從而使管壁內(nèi)部附著的污垢有效地脫落下來(lái)的一種方法，在市政供水管道內(nèi)壁的清污工作方面具有很大的成效。此外還有酸洗法、脫脂法等也是非常有效的方法，這里筆者不做過(guò)多的探討和分析。

322在管壁外面涂抹防腐涂料的方法

對(duì)于一些老舊的管道而言，在長(zhǎng)時(shí)間的使用過(guò)程中管壁內(nèi)部會(huì)產(chǎn)生大量的水垢，在采取了一系列的清理措施以后，還必須采取在管道內(nèi)部涂抹防腐涂料的方法，來(lái)重新恢復(fù)管壁的輸水能力，同時(shí)在涂抹了防腐涂料以后，也可以有效地提高管道的使用壽命。首先，可以使用水泥砂漿的襯里的辦法。通過(guò)利用水泥砂漿自己的結(jié)合力和管壁自身的支撐結(jié)構(gòu)，有效地實(shí)現(xiàn)對(duì)管壁的物理保護(hù)作用，同時(shí)也可以增強(qiáng)防腐蝕的化學(xué)方面的良好性能。對(duì)于涂層的實(shí)際厚度可以大致控制在3～5毫米，水泥砂漿采用M50硅酸鹽水泥，或者是采用礦渣水泥好石英砂，將水泥、砂、水等按照相應(yīng)比例進(jìn)行調(diào)配攪拌。其次，可以使用環(huán)氧樹脂的涂襯方法。由于環(huán)氧樹脂具有很強(qiáng)的耐磨性和緊密性，同時(shí)也具備很強(qiáng)的柔軟性，因此可以采用環(huán)氧樹脂與硬化劑充分混合，在很短的時(shí)間內(nèi)形成堅(jiān)固而且非常耐用的一層涂膜，通常情況下如果樹脂的厚度保持在05～1毫米的范圍內(nèi)就可以

有效地達(dá)到實(shí)際的防腐要求了，而不需要將樹脂涂的過(guò)后，以免造成不必要的資源浪費(fèi)，大概在兩個(gè)小時(shí)以后，管道就可以正常地投入到具體的使用中了，整個(gè)工程非常的方便而且快速。最后，還可以使用內(nèi)襯軟管的方法來(lái)進(jìn)行。這是一種新型的“管中有管”的方法，這種方法主要是采用在老舊管道內(nèi)部襯套一個(gè)新的軟管，極大地提高了實(shí)際的防腐效果，有效地改善了管道內(nèi)部的水質(zhì)，但是這種方法有一個(gè)很大的弊端，即軟管材料需要從國(guó)外進(jìn)口，工程成本的造價(jià)比較高，因此還無(wú)法被廣泛使用。

4結(jié)論

綜上所述，由于自來(lái)水在管道長(zhǎng)時(shí)間輸送過(guò)程中，在相關(guān)條件的作用下會(huì)發(fā)生一系列的化學(xué)反應(yīng)、物理反應(yīng)、微生物反應(yīng)等，給水管的管壁造成了一定的影響，從而給水質(zhì)帶來(lái)了一定程度上的二次污染，大大降低了飲用水的實(shí)際質(zhì)量。因此必須充分重視管網(wǎng)管材對(duì)水質(zhì)帶來(lái)的影響，不斷加強(qiáng)對(duì)自來(lái)水管道材質(zhì)的管理和控制，有效地解決管內(nèi)容易出現(xiàn)的問(wèn)題，從而在進(jìn)一步改善水質(zhì)的同時(shí)，也能有效地延長(zhǎng)管道實(shí)際的使用壽命。

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