項(xiàng)超鵬　韓衛(wèi)強(qiáng)　單曉峻　王洋　王勝軍

[摘 要]隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，目前淡水資源的日益短缺已經(jīng)成為全球關(guān)注的熱點(diǎn)問題，常規(guī)水源已經(jīng)不能滿足日益增大的用水需求。為了解決這一難題，世界各地的淡化海水生產(chǎn)技術(shù)正在快速發(fā)展，生產(chǎn)規(guī)模不斷擴(kuò)大，非常規(guī)水源如淡化海水將逐步應(yīng)用于市政供水。目前我國的淡化海水主要用途為工廠用水，只有在部分靠海且缺少淡水的地區(qū)用作市政供水。很多地區(qū)淡化海水在進(jìn)入市政管網(wǎng)前需要從水廠進(jìn)行長距離運(yùn)輸，所以需要對長距離輸送時(shí)水質(zhì)指標(biāo)得穩(wěn)定性進(jìn)行監(jiān)測與研究。而淡化海水在進(jìn)入市政管網(wǎng)后，會(huì)破壞管壁與自來水之間原有的化學(xué)平衡，發(fā)生管壁鐵釋放現(xiàn)象，導(dǎo)致居民飲用水鐵含量、濁度等指標(biāo)不達(dá)標(biāo)。所以為了保證市政管網(wǎng)的出水水質(zhì)，在淡化海水進(jìn)入市政管網(wǎng)前，需要對淡化海水水質(zhì)進(jìn)行調(diào)節(jié)。本文選取實(shí)際管網(wǎng)中普遍存在的鑄鐵管，研究淡化海水進(jìn)入鑄鐵管道后引發(fā)的各種水質(zhì)指標(biāo)變化，找出淡化水進(jìn)入市政管網(wǎng)前的最佳水質(zhì)指標(biāo)，為淡化水廠在進(jìn)行長距離輸送淡化海水時(shí)提供指導(dǎo)性建議，保證淡化海水在輸送過程中的水質(zhì)穩(wěn)定，并減少居民端黃水現(xiàn)象。

本論文實(shí)驗(yàn)部分在曹妃甸北控海水淡化公司進(jìn)行，采用新興鑄管廠所提供的球墨鑄鐵管作為實(shí)驗(yàn)輸送管道，模擬淡化海水進(jìn)入既有鑄鐵管網(wǎng)進(jìn)行周期為30d的長距離輸送，了解未礦化水與礦化水在輸送時(shí)引起的不同水質(zhì)變化，分析淡化水長距離輸送的穩(wěn)定性與安全性。在上實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)上進(jìn)行周期為5d的三因素三水平正交實(shí)驗(yàn)，通過改變礦化水的pH、硬度、堿度，來考察不同淡化水水質(zhì)對輸送出水水質(zhì)的影響關(guān)系，并找出在長距離輸送時(shí)性質(zhì)更穩(wěn)定的礦化水水質(zhì)。

[關(guān)鍵詞]淡化海水；長距離輸送；鑄鐵管；穩(wěn)定水質(zhì)

中圖分類號：TU991.36 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1009-914X（2017）30-0132-07

1 緒論

1.1 研究背景

1.1.1 海水淡化產(chǎn)業(yè)背景

隨著人類社會(huì)的迅速發(fā)展，人們愈發(fā)關(guān)注淡水資源不足的問題。我國的人均淡水資源僅為世界人均量的1/4，多年平均年缺水量約為404億立方米，屬于世界貧水國之一。同時(shí)我國水資源在時(shí)空分布上有著不均勻性，淡水資源主要集中在南方地區(qū)，沿海尤其是北方沿海地區(qū)和海島水資源短缺問題尤為嚴(yán)重。部分缺水城市因超量開采地下水已造成地面沉降、區(qū)域性地下漏斗面積增大、生態(tài)環(huán)境惡化和地質(zhì)災(zāi)害頻發(fā)等問題[1]。水資源短缺已成為制約我國經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展的重要因素之一。作為水資源的重要補(bǔ)充和戰(zhàn)略儲(chǔ)備，海水利用是解決沿海水資源短缺的重要途徑。我國很多地區(qū)水資源結(jié)構(gòu)單一，或過度依賴地表水，或超釆地下水導(dǎo)致地面下沉、生態(tài)環(huán)境惡化，嚴(yán)重影響了我國經(jīng)濟(jì)社會(huì)的可持續(xù)發(fā)展。另外，近年來地表水水源污染現(xiàn)象和事件不斷發(fā)生，引起了社會(huì)各界對于供水水質(zhì)安全問題的廣泛關(guān)注而海水淡化技術(shù)自上世紀(jì)五十年代以來發(fā)展迅速，日益成熟，已經(jīng)成為緩解水資源短缺的重要手段之一。

在國家政策的大力提倡下，近年來，我國海水淡化技術(shù)迅猛發(fā)展，生產(chǎn)工藝日趨成熟，生產(chǎn)規(guī)模不斷擴(kuò)大。2017年1月由國家發(fā)改委發(fā)布的《全國海水利用“十三五”發(fā)展規(guī)劃》[2]中指出，截止2015年底，全國已建成海水淡化工程121個(gè)，已建成海水淡化工程規(guī)模100多萬噸/日；年利用海水作為冷卻水量達(dá)到1125多億噸。海水淡化水主要用于沿海電力、化工、石化、鋼鐵等企業(yè)的鍋爐、生產(chǎn)工藝用水[2]。此外，天津市、浙江舟山市和青島市海水淡化工程通過“點(diǎn)對點(diǎn)”供水或與常規(guī)水源按比例摻混后，進(jìn)入市政管網(wǎng)為居民提供生活用水。隨著供水能力的增加，淡化海水大規(guī)模應(yīng)用于市政供水已經(jīng)成為一種趨勢，這對于優(yōu)化水資源結(jié)構(gòu)，應(yīng)對資源短缺危機(jī)，滿足日益增大的用水需求具有重要的戰(zhàn)略意義。

如何保障淡化海水的化學(xué)穩(wěn)定性是淡化海水應(yīng)用于市政供水普遍關(guān)注的熱點(diǎn)，目前國際上的海水淡化技術(shù)主要分為以下三種：多級閃蒸、低溫多效和反滲透技術(shù)[29]。而目前應(yīng)用最多的是反滲透技術(shù)，占60%。

根據(jù)現(xiàn)行的生活飲用水標(biāo)準(zhǔn)以及文獻(xiàn)資料[3]-[6]，經(jīng)過反滲透技術(shù)處理的淡化海水硬度堿度以及細(xì)菌總數(shù)都比生活飲用水標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的含量低很多，各種鹽類和微量元素都大幅度減少，接近中性。反滲透淡化系統(tǒng)對海水中大部分有毒物質(zhì)也有著明顯過濾作用，總體來說水質(zhì)純凈，安全可靠。

1.1.2 黃水現(xiàn)象

給水管網(wǎng)中鐵不穩(wěn)定的最主要原因是管道的鐵釋放。鐵釋放現(xiàn)象是管道內(nèi)壁的管垢在水力沖刷、溶解作用下向主體水中釋放鐵的過程。而同時(shí)鐵釋放現(xiàn)象破壞溶解了管垢，進(jìn)一步加劇了鐵質(zhì)管道的腐蝕。當(dāng)管網(wǎng)水中的鐵含量超過一定范圍后會(huì)發(fā)生沉淀反應(yīng)，出現(xiàn)變黃和渾油的現(xiàn)象即“黃水”現(xiàn)象。

雖然與常規(guī)水源相比，淡化海水純度和品質(zhì)較高，但是根據(jù)國內(nèi)外淡化海水用于市政輸配的經(jīng)驗(yàn)來看，當(dāng)其進(jìn)入到既有的市政管網(wǎng)后，直接導(dǎo)致管網(wǎng)水濁度和色度以及金屬元素濃度的增加，不同程度地出現(xiàn)黃水現(xiàn)象，導(dǎo)致用戶端飲用水水質(zhì)不達(dá)標(biāo)，這極大地影響了用水戶的正常使用。這主要是由于鑄鐵管、鋼管等鐵質(zhì)管材在現(xiàn)有的市政給水管網(wǎng)中所占的比重很大，而淡化海水的生產(chǎn)工藝決定了化學(xué)穩(wěn)定性是影響其在輸配系統(tǒng)中水質(zhì)變化的主要因素，由于其硬度堿度都偏低，根據(jù)表征水質(zhì)化學(xué)穩(wěn)定性的指數(shù)飽和指數(shù)和穩(wěn)定指數(shù)的計(jì)算，這種低硬度低堿度的水在管網(wǎng)中性質(zhì)非常不穩(wěn)定，在進(jìn)入腐蝕的鐵質(zhì)管網(wǎng)后會(huì)改變管道與主體水原有的化學(xué)平衡，加速管道內(nèi)管垢的溶解、管道腐蝕和腐蝕產(chǎn)物向水中釋放[28]。淡化水在這些管道的輸配過程中，尤其是在用水低峰時(shí)段，水會(huì)在管網(wǎng)中停留一段時(shí)間（幾個(gè)小時(shí)甚至幾十個(gè)小時(shí)）與管壁發(fā)生各種復(fù)雜的物理、化學(xué)和生物反應(yīng)，造成管網(wǎng)水二次污染[24]-[25]。

除導(dǎo)致用戶端“黃水”現(xiàn)象外，給水管網(wǎng)中鐵的過量釋放還會(huì)帶來其他危害，其中包括：使管道內(nèi)壁結(jié)垢，從而造成輸水能耗的增加；在管道內(nèi)發(fā)生各種反應(yīng)，使得管道內(nèi)消毒劑和溶解氧濃度降低；同時(shí)增加的管垢為微生物提供了良好的生長環(huán)境，使管道內(nèi)壁更易于生長生物膜，增加了出水的生物不穩(wěn)定性，引發(fā)條件致病菌；鐵釋放引發(fā)進(jìn)一步腐蝕，降低管網(wǎng)的使用壽命等[21]-[22]。鑒于以上闡述的鐵釋放帶來的危害，有必要對淡化海水在輸配系統(tǒng)中引起的鐵釋放控制技術(shù)進(jìn)行研究，提出適合我國國情的鐵穩(wěn)定性控制技術(shù)。國內(nèi)目前多采用管網(wǎng)改造等，但受到人力、物力的限制，耗資大的同時(shí)，進(jìn)度也相對較慢。endprint

1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀

1.2.1 管道內(nèi)鐵的釋放

根據(jù)國內(nèi)外學(xué)者的研究發(fā)現(xiàn)[17]-[20]，給水管網(wǎng)用戶終端發(fā)生黃水現(xiàn)象的主要原因是管道內(nèi)鐵的過量釋放。管道內(nèi)壁鐵釋放是個(gè)非常復(fù)雜的反應(yīng)過程，在新管道中，管道內(nèi)壁腐蝕程度較低，腐蝕產(chǎn)物也比較少時(shí)，鐵釋放主要是來源于電化學(xué)腐蝕反應(yīng)；當(dāng)管道使用到一定年限后，管道內(nèi)壁形成了一層腐蝕產(chǎn)物后，鐵釋放相對較為復(fù)雜，主要來自于管垢內(nèi)層釋放出來的鐵離子，以及管垢表面沉積層中鐵氧化物的溶解，它是腐蝕、水力沖刷以及管垢的溶解三者累積作用效果。鐵釋放的定量表述是通過測定水中鐵的濃度。

關(guān)于市政給水管網(wǎng)中的鐵釋放現(xiàn)象，國內(nèi)外學(xué)者近年來進(jìn)行了一些研究，取得了一系列成果，并形成了一些理論。

史昱驍[27]等人發(fā)現(xiàn)管網(wǎng)中的鐵含量與濁度呈很強(qiáng)的線性關(guān)系，得出管網(wǎng)中造成濁度的顆粒懸浮物大部分來自于鐵釋放現(xiàn)象的結(jié)論。

Kuch[31]等人發(fā)現(xiàn)管網(wǎng)水力條件的變化會(huì)促進(jìn)鐵釋放的發(fā)生，并根據(jù)此現(xiàn)象提出了Kuch機(jī)理。該機(jī)理描述了在缺氧條件下管網(wǎng)水中鐵的釋放途徑，但是并不是缺氧條件下唯一的鐵釋放機(jī)理。

Sarin[30]等人通過對腐蝕鋼管在不同溶解氧狀態(tài)下的鐵釋放研究，發(fā)現(xiàn)腐蝕管道內(nèi)鐵釋放的主要原因是碳酸亞鐵和氧氧化亞鐵的溶解，并描述了兩個(gè)階段的鐵釋放機(jī)理。在階段一，管道內(nèi)壁形成腐蝕瘤，亞鐵離子升高；在階段二，亞鐵離子透過腐蝕瘤中間的硬殼層釋放到水中，從而形成黃水現(xiàn)象。

Baylis[32]描述了一種管段中瘤狀物形成原因及其引發(fā)鐵釋放的機(jī)理。機(jī)理認(rèn)為腐蝕反應(yīng)在管壁表面發(fā)生，使得表面形成了大量的亞鐵離子釋放到管網(wǎng)水中，而水中的溶解氧可以與它們反應(yīng)生成氫氧化鐵或者其他水合鐵氧化物。

以上幾種機(jī)理從不同的角度分析解釋了給水管網(wǎng)中的鐵釋放現(xiàn)象，但由于不同地區(qū)的管材、管齡及管網(wǎng)水質(zhì)差異很大，而不同機(jī)理與管材及水質(zhì)等條件密切相關(guān)，所以仍缺乏各種機(jī)理的適用條件及判別依據(jù)。

1.2.2 長距離輸送

伴隨國內(nèi)經(jīng)濟(jì)迅速增長和居民生活水平的提高，很多城市本身的供水能力已經(jīng)無法滿足居民的日常需求，為解決因淡水資源短缺、時(shí)空分布不均及城市水源污染所導(dǎo)致供水緊缺問題，長距離輸水工程的實(shí)施越來越多，原水在長距離輸水管道中的變化及調(diào)控等問題得到了廣泛的關(guān)注和重視。這就要求供水管道不但滿足人們所需要的水量和水壓，而且還要保證所輸送水的水質(zhì)。

原水在輸送過程中將會(huì)發(fā)生復(fù)雜的物理、化學(xué)及微生物反應(yīng)，使原水水質(zhì)發(fā)生一系列變化將長距離輸水管道看作“管道反應(yīng)器”，掌握原水在輸水管道中的水質(zhì)變化規(guī)律，對改善原水水質(zhì)、指導(dǎo)凈水廠的運(yùn)行管理具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。

國內(nèi)很多學(xué)者近年來在原水的長距離輸送方面進(jìn)行了一些研究，取得了一系列成果。

趙樂樂[9]發(fā)現(xiàn)在長距離輸水過程中DO濃度會(huì)沿程降低，剩余DO濃度在2mg/L以上；當(dāng)原水濁度小于10NTU時(shí)，沿程變化不大，反之則沿程下降明顯。長距離輸水管道可降解水體中的部分污染物，從而起到水體凈化作用。同時(shí)長距離輸水管道對TOC的去除效果較差，所以為了提高市政管網(wǎng)內(nèi)水質(zhì)的生物穩(wěn)定性，淡化水廠在凈化工藝中要加強(qiáng)對TOC的去除。

高煒[15]在進(jìn)行某水廠長距離輸送實(shí)際案例分析時(shí)發(fā)現(xiàn)：原水經(jīng)長距離管道輸送過程中，營養(yǎng)鹽指標(biāo)（如氨氮、CODMn等）、UV254均有較明顯的下降，但DOC數(shù)值上升；微生物指標(biāo)中細(xì)菌含量上升較大，藻密度和葉綠素a等有所下降。同時(shí)長距離輸送過程會(huì)對水中嗅味物質(zhì)有一定的影響，在原水輸送過程中得到部分去除。

張達(dá)[14]等發(fā)現(xiàn)國內(nèi)外大多數(shù)長距離輸水工程采用的是全封閉管道輸水方式，這樣能夠保證管道水體不受外部環(huán)境的污染。但同時(shí)管道內(nèi)中水體無法接觸空氣，水體的復(fù)氧能力大大減弱，水體長期處于缺氧或無氧狀態(tài)。而研究表明，當(dāng)水中溶解氧濃度降低時(shí)氨氮去除率明顯降低，且溶解氧濃度越低越不利于氨氮的去除；與之相反的是亞硝酸氮的積累量明顯增加，且溶解氧濃度越低越有利于亞硝酸氮的積累。

以上幾位學(xué)者從不同的角度分析了原水在長距離輸送中水質(zhì)的變化，但是仍存在一些不足之處，主要為：（1）所研究水體均為普通自來水，沒有對硬堿度均低于自來水正常值的淡化海水進(jìn)行研究；（2）研究時(shí)所采用的均為大口徑管道對小口徑管道的研究較少。如趙樂樂采用的是DN2200水泥內(nèi)襯的鋼筋混凝土管道。而小口徑管相比大口徑管道比表面積大，研究小口徑管對水質(zhì)的安全性影響會(huì)比大口徑管更有代表性。

1.3 論文研究內(nèi)容及技術(shù)路線

1.3.1 研究內(nèi)容

本次課題研究對象為反滲透膜工藝的海水淡化海水、環(huán)氧密封層球墨鑄鐵管管材，通過管段反應(yīng)器試驗(yàn)測定一定停留時(shí)間的水質(zhì)指標(biāo)，研究淡化海水進(jìn)入管網(wǎng)經(jīng)過長距離的運(yùn)輸后淡化水水質(zhì)的變化，并找出進(jìn)行長距離輸送前合適的水質(zhì)條件，以保證淡化海水在輸送過程中的化學(xué)穩(wěn)定性，最大限度減少黃水等現(xiàn)象。

主要研究內(nèi)容如下：

1）不同水質(zhì)經(jīng)球墨鑄鐵管輸送，通過檢測初始水質(zhì)及水質(zhì)隨時(shí)間的變化規(guī)律，研究對水質(zhì)穩(wěn)定性的影響。

2）根據(jù)實(shí)驗(yàn)研究結(jié)果，考察不同淡化水水質(zhì)對輸送出水總鐵含量（即鐵釋放速率）的影響關(guān)系，并找出在長距離輸送時(shí)性質(zhì)更穩(wěn)定的礦化水水質(zhì)。

1.3.2 技術(shù)路線

本課題技術(shù)路線如圖1-1。

2 實(shí)驗(yàn)材料與方法

2.1 實(shí)驗(yàn)裝置與材料

2.1.1 實(shí)驗(yàn)材料

1）試驗(yàn)用管及配件：DN100水泥砂漿內(nèi)襯+環(huán)氧密封層球墨鑄鐵管；EPDM（三元乙丙）膠圈；潤滑脂。

2）試驗(yàn)水質(zhì)：水質(zhì)采用前期試驗(yàn)得出的適于輸送的淡化水水質(zhì)。

2.1.2 實(shí)驗(yàn)裝置

動(dòng)態(tài)管網(wǎng)模擬試驗(yàn)裝置采用DN100的水泥砂漿內(nèi)襯+環(huán)氧密封球墨鑄鐵管（約12m）和PE塑料管連接而成，流量計(jì)用于測定管網(wǎng)中瞬時(shí)流量和流速，流量Q約為10L/s（根據(jù)管徑及流速進(jìn)行調(diào)整）；為了模擬實(shí)際管網(wǎng)狀態(tài)，防止氧氣的進(jìn)入，整個(gè)管網(wǎng)處于密封狀態(tài)。裝置頂端設(shè)有儲(chǔ)水罐，用于配置試驗(yàn)水樣，儲(chǔ)水罐內(nèi)設(shè)有攪拌裝置，水樣經(jīng)變頻離心泵，然后經(jīng)過裝置底端的試驗(yàn)管段，之后又回到水泵形成循環(huán)。進(jìn)行管網(wǎng)模擬運(yùn)行。儲(chǔ)水罐底設(shè)有排水閥，裝置底端設(shè)有排水口，裝置如圖2-1、2-2所示。endprint

2.1.3 實(shí)驗(yàn)儀器

溫度計(jì)、TDS儀：TDS-3水質(zhì)檢測筆

溶氧儀：Multi-3410溶氧儀（德國WTW）

pH計(jì)：雷磁PHS-3EpH計(jì)

電導(dǎo)率儀：雷磁DDSJ-308F電導(dǎo)率儀

濁度儀：雷磁WZS-185A濁度儀

余氯計(jì)：便攜式余氯計(jì)

分光光度計(jì)：上分721G-100型分光光度計(jì)

2.1.4 實(shí)驗(yàn)藥劑

試驗(yàn)中釆用的主要藥品有：碳酸鈣（CaCO3）、碳酸氫鈉（NaHCO3）、氯化鈉（NaCl）、氯化銨（NH4Cl）、濃鹽酸（HCl）、EDTA等。所有藥品均為分析純級別。

2.1.5 實(shí)驗(yàn)參數(shù)

1）輸水時(shí)間：本實(shí)驗(yàn)?zāi)M長距離輸水項(xiàng)目，而成品水在管網(wǎng)中約4日時(shí)間到達(dá)目的地，因此預(yù)確定水體進(jìn)入管道后連續(xù)循環(huán)至少5日為試驗(yàn)時(shí)間；

2）輸水速度：本次試驗(yàn)輸水速度擬取1m/s；

3）基本水質(zhì)參數(shù)：水廠礦化水pH約為7.80，堿度和硬度約為60mg/L；

4）試驗(yàn)管徑：模擬動(dòng)態(tài)管網(wǎng)球墨鑄鐵管管徑為≤DN300，是基于小口徑管相比較大口徑管道比表面積大，水與其接觸的相對表面積大，如果小口徑管對水質(zhì)的安全性影響較小時(shí)，則大口徑管對水質(zhì)的安全性影響會(huì)更低，所以本次課題試驗(yàn)采用DN100球墨鑄鐵管。

2.2 礦化水與未礦化水水質(zhì)分析

本次實(shí)驗(yàn)所用淡化海水均來自曹妃甸北控海水淡化水廠，該水廠生產(chǎn)淡化水水質(zhì)較好，其各項(xiàng)指標(biāo)檢測值均優(yōu)于國家標(biāo)準(zhǔn)要求，主要水質(zhì)指標(biāo)如下表。同時(shí)由于淡化水的生產(chǎn)工藝對離子的去除率較高，雖然該廠在淡化工藝末端增加后礦化池，但其氯化物、硫酸鹽、硬度、堿度、溶解性總固體等檢測值仍是均小于自來水。因此，在實(shí)驗(yàn)前確定淡化水的化學(xué)穩(wěn)定性有其必要性，最常用的控制指標(biāo)為Langelier飽和指數(shù)和Ryznar指數(shù)。

2.2.1 Langelier飽和指數(shù)

Langlier根據(jù)水中碳酸鈣平衡原理，提出用飽和指數(shù)（L.I）來判別水質(zhì)的穩(wěn)定性：

Langlier飽和指數(shù)判別水的結(jié)垢與腐蝕的準(zhǔn)則見表2-3。根據(jù)計(jì)算可知，未礦化水的腐蝕性比礦化水更強(qiáng)，所以后礦化措施有其必要性。用Langlier飽和指數(shù)法判別原水的結(jié)垢與腐蝕趨勢時(shí)具有較強(qiáng)的理論性[20]，所以在具體運(yùn)用過程中應(yīng)當(dāng)考慮pH計(jì)算的誤差范圍。同時(shí)由于水溫的實(shí)時(shí)變化、抑制劑的加入及濃縮倍數(shù)增加等因素的影響，它的使用具有一定的局限性。

2.2.2 Ryznar指數(shù)

Ryznar指數(shù)是根據(jù)飽和指數(shù)的含義并在對各種水的實(shí)際運(yùn)行結(jié)果進(jìn)行總結(jié)的基礎(chǔ)上提出的，其公式為：

因?yàn)長anglier飽和指數(shù)與Ryznar穩(wěn)定指數(shù)都是以碳酸鈣的溶解平衡作為判斷依據(jù)，所以在一般情況下，利用這兩種指數(shù)得出的結(jié)論基本相同；但是Langlier飽和指數(shù)的理論性強(qiáng)，而Ryznar穩(wěn)定指數(shù)是一個(gè)經(jīng)驗(yàn)指數(shù)，在一定程度上彌補(bǔ)了Langlier飽和指數(shù)的不足，具有較強(qiáng)的實(shí)用性。所以在實(shí)際生產(chǎn)過程中判斷水的結(jié)垢與腐蝕傾向時(shí)，應(yīng)當(dāng)將這兩種指數(shù)結(jié)合在一起進(jìn)行判斷。

2.3 水樣分析方法

本次實(shí)驗(yàn)主要水質(zhì)檢測指標(biāo)和檢測方法如表2-3所示：

3 長距離輸送水質(zhì)變化研究

3.1 實(shí)驗(yàn)?zāi)康?/p>

通過水樣在循環(huán)模擬反應(yīng)器中進(jìn)行長距離輸送模擬實(shí)驗(yàn)，研究未礦化水與礦化水在長距離輸送時(shí)發(fā)生的水質(zhì)變化，找出二者存在的區(qū)別并進(jìn)行分析。

3.2 實(shí)驗(yàn)方案

將鑄鐵管管段用自來水清洗干凈后，緩慢沖洗30min，之后用自來水驗(yàn)漏并穩(wěn)定管段12h，目的是確認(rèn)管壁內(nèi)被清洗干凈，保持管壁層性質(zhì)穩(wěn)定，預(yù)處理完成后加入試驗(yàn)用淡化海水運(yùn)行反應(yīng)器。在兩個(gè)反應(yīng)器內(nèi)分別加入水廠生產(chǎn)的未礦化水和礦化水，并監(jiān)測水中總堿度、總硬度、鈣鎂離子、溶解性SiO2、pH值、氯離子和硫酸根、總鐵濃度等水質(zhì)指標(biāo)的變化情況，以研究鑄鐵管在長距離輸送淡化水時(shí)的水質(zhì)變化。實(shí)驗(yàn)前5d每隔1d取一次水樣，5-30d期間可每2-3d取一次水樣。每次取水樣500mL，并按照規(guī)定方法進(jìn)行相關(guān)預(yù)處理，保存及檢測。持續(xù)運(yùn)行30d。

3.3 實(shí)驗(yàn)結(jié)果與討論

3.3.1 總堿度的變化

從圖3-1可以看出，未礦化水和礦化水進(jìn)水的總堿度（以CaCO3計(jì)）差別很大，分別為5.6mg/L和54.9mg/L，但在水泥砂漿內(nèi)襯管中運(yùn)行后二者的總堿度相差不大。二者出水均是第1天總堿度最高，而后降低，第20天基本達(dá)到平衡，均在75mg/L左右?？倝A度升高的原因是管網(wǎng)內(nèi)襯中的氫氧化鈣成分快速溶出，礦化水總堿度升高幅度相對較小是因?yàn)樗械腃a（HCO3）2與管壁內(nèi)襯溶出的Ca（OH）2反應(yīng)生成了CaCO3沉淀消耗堿度[6]，主要反應(yīng)為：

3.3.2 總硬度、鈣、鎂離子的變化

從圖3-2中可以看出，同種水質(zhì)中鈣離子出水變化與總硬度同步且濃度值（均以CaCO3計(jì)）差別較小。運(yùn)行初期未礦化水總硬度和鈣離子急劇升高而礦化水降低，原因與總堿度變化的原因相同，運(yùn)行16天后二者都達(dá)到基本相同的平衡濃度。鎂離子（以CaCO3計(jì)）未礦化后出水濃度均較低且基本保持不變，在1-5mg/L之間。從上述試驗(yàn)結(jié)果來看，由于內(nèi)襯成分的溶出，淡化海水未礦化水在水泥砂漿內(nèi)襯管中具有自礦化過程（pH值、堿度、硬度均提高），導(dǎo)致未礦化水和礦化水在水泥砂漿內(nèi)襯管中后期出水的各項(xiàng)指標(biāo)差異不大，且水質(zhì)均可較快穩(wěn)定。但由于試驗(yàn)時(shí)間較短，不明確淡化海水未礦化水的自礦化過程的持續(xù)時(shí)間和持續(xù)效果，而實(shí)際供水管網(wǎng)使用時(shí)間一般為幾十年，所以建議仍需對淡化海水進(jìn)行后礦化處理。

根據(jù)2.2.1可知，未礦化水和礦化水進(jìn)水的Langelier飽和指數(shù)分別為-3.73和-0.2，即二者都傾向于溶解CaCO3，但未礦化水的侵蝕性更強(qiáng)；平衡后二者出水的LI均為-0.03，即所溶解的CaCO3與固相CaCO3基本處于平衡狀態(tài)，證明LI可用于該系統(tǒng)的腐蝕性判別。endprint

3.3.3 pH值的變化

從圖3-3中可以看出，運(yùn)行初期未礦化水和礦化水的pH值均急劇升高，分別在運(yùn)行7天和13天后下降為8.4，之后基本平衡，后期二者的pH值均平衡在8.3左右。反應(yīng)器中水的pH值上升的原因?yàn)樗嗌皾{內(nèi)襯中的氫氧化鈣成分溶出。

3.3.4 溶解性SiO2的變化

從圖3-4中可以看出，未礦化水和礦化水的溶解性SiO2分別為0.55mg/L和0.45mg/L，整個(gè)試驗(yàn)過程中二者出水的溶解性SiO2濃度差別很小，第1天出水濃度最高，第10天均已基本穩(wěn)定在4.5mg/L上下。溶解性SiO2濃度升高的原因是內(nèi)襯中的硅酸鈣成分溶出。

管徑為r的輸水管中單位面積管內(nèi)壁與其接觸的管網(wǎng)水體積之比為2/r，在其他條件都相同的情況下，管壁溶出物的濃度與該比值成正比。本試驗(yàn)中管徑為100mm，假設(shè)任一管段的管徑為其n倍（對于長距離輸水的輸水管管徑一般較大），則管壁溶出物的濃度為本試驗(yàn)的1/n。比如，本試驗(yàn)中未礦化水和礦化水最初溶解性SiO2濃度增加約25mg/L，對于DN1000的水泥砂漿內(nèi)襯管（n=10）輸送相同水質(zhì)水時(shí)最初溶解性SiO2濃度增加估計(jì)為2.5mg/L左右。

3.3.5 氯離子和硫酸根的變化

在不加氯消毒劑的條件下，檢測了礦化水在水泥砂漿內(nèi)襯管中一個(gè)月內(nèi)的氯離子和硫酸根離子的濃度變化，結(jié)果見圖3-5。

氯離子在水泥砂漿內(nèi)襯管中反應(yīng)后的濃度比進(jìn)水濃度略有下降，前期下降更加明顯，這是因?yàn)槁入x子滲透進(jìn)入水泥砂漿中從而使水中的氯離子濃度下降。陳更新等研究發(fā)現(xiàn)，滲透到水泥砂漿中的氯離子包括被結(jié)合的氯離子和游離的氯離子，就算水中的氯離子濃度大小不同，但總是有一定數(shù)量的氯離子被水泥漿體結(jié)合進(jìn)化合物中（或與水泥相發(fā)生反應(yīng)，或被吸附在水化產(chǎn)物或者孔壁上），且NaCl和CaC12·2H2O兩種溶液的氯離子在相同齡期水泥砂漿中的滲透深度無顯著差別。

硫酸根離子前5天濃度上升較大，最初由2.4mg/L增加到25mg/L，5天后只濃度略微上升。水泥砂漿內(nèi)襯成分中含有水化硫鋁酸鈣，因此有硫酸根離子的溶出。溫柔研究發(fā)現(xiàn)，淡化海水在水泥砂漿內(nèi)襯管中反應(yīng)1天后硫酸根離子由幾個(gè)mg/L增加到190mg/L左右，連續(xù)運(yùn)行4天后增加到280mg/L以上，超過250mg/L的標(biāo)準(zhǔn)?？梢?，水泥砂漿規(guī)格和成分對輸送的水質(zhì)影響較大，輸送飲用水時(shí)，應(yīng)嚴(yán)格控制管道內(nèi)壁水泥砂漿中石膏的含量。

3.3.6 總鐵對濁度的影響

在進(jìn)行管網(wǎng)長距離輸送模擬實(shí)驗(yàn)時(shí)，進(jìn)行總鐵對濁度影響的副實(shí)驗(yàn)。選取部分礦化水的水樣，對所選取水樣進(jìn)行濁度及總鐵含量的測量，所得結(jié)果如圖3-6所示。從圖上可以看出在長距離輸送淡化海水時(shí)，其濁度會(huì)隨著總鐵含量的升高而上升，濁度與總鐵含量二者呈線性關(guān)系。這也就表明市政管網(wǎng)的腐蝕會(huì)使得居民用水中的色度、濁度及鐵含量等明顯增大。當(dāng)管道內(nèi)水流速度、水壓突然變大或方向突變時(shí)，會(huì)造成短時(shí)間的鐵釋放，水質(zhì)惡化，甚至出現(xiàn)“黃水”等水質(zhì)事故[7]-[8]。

3.4 本章小結(jié)

（1）未礦化和礦化的淡化海水在水泥砂漿內(nèi)襯管新管中的出水總堿度和溶解性SiO2的變化規(guī)律基本相同，都是運(yùn)行前5天水質(zhì)指標(biāo)較高，之后基本穩(wěn)定；pH值也均是前期較高然后下降最后保持穩(wěn)定，但礦化水維持高pH值（8.5以上）的時(shí)間長達(dá)10天，未礦化水為5天。因而，在水泥砂漿內(nèi)襯管新管實(shí)際使用過程中，正式輸送淡化海水之前需要足夠的沖洗時(shí)間。

（2）礦化水的硫酸根離子前5天出水比進(jìn)水增加20mg/L以上，之后出水與進(jìn)水相差不大；出水氯離子比進(jìn)水略微下降。所以經(jīng)過適當(dāng)沖洗后硫酸根離子和氯離子基本不影響水質(zhì)。

（3）未礦化和礦化的淡化海水的出水總硬度（鈣離子）變化規(guī)律不同。前10天未礦化水總硬度和鈣離子急劇升高，礦化水反而降低，之后二者都達(dá)到基本相同的平衡濃度55mg/L。未礦化水和礦化水的鎂離子濃度均較低且基本保持不變，在1-5mg/L之間。未礦化水總硬度升高是由于對水泥砂漿內(nèi)襯的腐蝕，堿性物質(zhì)持續(xù)溶出，這樣會(huì)大大縮短水泥砂漿內(nèi)襯管的使用壽命，所以必須對淡化海水進(jìn)行后礦化。

（4）管網(wǎng)水濁度與總鐵含量存在一定的線性關(guān)系，濁度隨總鐵含量的增加而升高。管道內(nèi)壁鐵的釋放是導(dǎo)致管網(wǎng)水中色度、濁度等水質(zhì)指標(biāo)增加的重要原因。

（5）綜合各水質(zhì)指標(biāo)變化情況，水泥砂漿內(nèi)襯管在正式投入礦化淡化海水輸送之前需要通水沖洗5天以上使水質(zhì)達(dá)到穩(wěn)定，可用pH值作為是否穩(wěn)定的標(biāo)準(zhǔn)。

4 影響鑄鐵管內(nèi)鐵釋放量的因素研究

根據(jù)國內(nèi)外學(xué)者的研究及上一章試驗(yàn)結(jié)果論證，已經(jīng)得知管網(wǎng)中的鐵釋放是導(dǎo)致水中色度、濁度等水質(zhì)指標(biāo)增加的重要原因。故本章進(jìn)一步研究不同水質(zhì)因素對鑄鐵管道內(nèi)鐵釋放量影響，從而找出影響鑄鐵管內(nèi)鐵釋放量的重要影響因素及最佳水質(zhì)條件，為實(shí)際淡化水廠生產(chǎn)提供參考。

4.1 實(shí)驗(yàn)?zāi)康?/p>

本次實(shí)驗(yàn)?zāi)康氖钦页鲇绊戣T鐵管內(nèi)鐵釋放效果的主要影響因素，分析各因素的主次順序，判斷各因素對鐵釋放量影響的顯著程度。并找出影響鐵釋放量效果因素的優(yōu)水平及最優(yōu)組合，分析各因素變化與鐵釋放量之間的關(guān)系。

4.2實(shí)驗(yàn)方案

根據(jù)各大淡化水廠生產(chǎn)現(xiàn)狀，可以發(fā)現(xiàn)淡化海水的初始pH、硬度與堿度均低于市政管網(wǎng)內(nèi)的自來水。所以本次正交實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)三因素三水平試驗(yàn)，三個(gè)影響因素分別為pH值、硬度和堿度，其中pH值的分級是根據(jù)實(shí)際生產(chǎn)經(jīng)驗(yàn)而定，硬度和堿度則是根據(jù)生活飲用水標(biāo)準(zhǔn)和水廠生產(chǎn)淡化海水的出廠硬、堿度綜合分級。正交試驗(yàn)因素及水平表如表4-1所示。

本次實(shí)驗(yàn)管段采用的是水泥沙漿內(nèi)襯+環(huán)氧密封層球墨鑄鐵管，共進(jìn)行了9次實(shí)驗(yàn)，在每次實(shí)驗(yàn)前需使用實(shí)驗(yàn)用水質(zhì)水樣沖洗1-2h，待系統(tǒng)中各參數(shù)穩(wěn)定后加入相應(yīng)量的碳酸鈣（CaCO3）、碳酸氫鈉（NaHCO3）、濃鹽酸（HCl）或氫氧化鈉（NaOH）進(jìn)行調(diào)質(zhì)，隨后開啟電機(jī)攪拌1h，分別在經(jīng)過0h、12h、24h、48h、72h、96h和120h后進(jìn)行取樣，測定總鐵含量、濁度等指標(biāo)。endprint

4.3 實(shí)驗(yàn)結(jié)果討論

4.3.1 鐵釋放變化規(guī)律

本次正交試驗(yàn)的結(jié)果得到的鐵釋放變化規(guī)律基本一致，其中相關(guān)性較高的五組數(shù)據(jù)如圖4-1所示。從趨勢曲線可以看出，在輸送淡化水前12h內(nèi)，總鐵含量迅速提高，在36h后總鐵含量穩(wěn)定不變。根據(jù)《生活飲用水衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)》（GB5749-2006），自來水中的總鐵含量小于0.3mg/L，所取水樣大部分均都總鐵含量超標(biāo)。但最高濃度（約0.6mg/L）與其他學(xué)者研究測得的數(shù)據(jù)相比較小，主要原因?yàn)閷?shí)驗(yàn)用鑄鐵管管齡較?。ㄐ∮?年），管壁的結(jié)垢腐蝕均不明顯，且水泥砂漿內(nèi)襯結(jié)構(gòu)均勻致密，再涂刷環(huán)氧樹脂密封層后，其通水后的粗糙系數(shù)非常低。而且砂漿層與管道結(jié)合后，會(huì)在管壁層面形成一個(gè)pH值高達(dá)12的鈍化區(qū)域，水滲入水泥砂漿后會(huì)富含堿性成分，同時(shí)也會(huì)使水到達(dá)管壁時(shí)的腐蝕性大大降低[10]-[13]。

4.3.2 正交實(shí)驗(yàn)分析

對實(shí)驗(yàn)所得數(shù)據(jù)進(jìn)行極差分析，結(jié)果見表4-2。

從正交實(shí)驗(yàn)分析表中可知，對于水泥砂漿內(nèi)襯+環(huán)氧密封的球墨鑄鐵管，堿度的極差最大，其次為硬度，極差最小的為pH值。這說明，在影響鑄鐵管內(nèi)鐵釋放速率的三個(gè)主要因素中，堿度對其影響是最大的，其次是硬度，影響最小的是pH值。根據(jù)優(yōu)水平順序可以得知抑制鐵釋放效率的最佳組合是：淡化水廠的出水水質(zhì)為堿度120mg/L、硬度60mg/L，并將出水pH值調(diào)為9.0。

以上分析討論了各因素對鐵釋放速率的影響程度，然而各個(gè)因素對鐵釋放速率的影響是不同的。為了更加直觀地了解三個(gè)因素對鐵釋放速率的影響，將每個(gè)因素對其影響效果繪制成柱狀圖。

如圖4-2所示球墨鑄鐵管鐵釋放速率最高的是硬度為200mg/L時(shí)，最低是硬度為60mg/L時(shí)，兩者鐵釋放速率相差約27%。實(shí)驗(yàn)地所在曹妃甸海水淡化廠出廠水硬度約為60mg/L，故出水硬度不需要進(jìn)行調(diào)節(jié)。

然而根據(jù)國內(nèi)學(xué)者研究，當(dāng)水中硬度高時(shí)（約100mg/L），管垢呈條狀規(guī)則晶體，排列整齊且致密，這種管垢更穩(wěn)定，對鑄鐵管道的管壁有著很好的保護(hù)能力；反之低硬度時(shí)（約20mg/L），管垢性質(zhì)不穩(wěn)定，鑄鐵管道管壁容易受到侵蝕。之所以與其他學(xué)者研究結(jié)果出現(xiàn)差別，初步分析結(jié)果如下：

（1）本次實(shí)驗(yàn)鐵釋放量數(shù)據(jù)差別較小，可能是出現(xiàn)的偶然誤差。

（2）實(shí)驗(yàn)用的鑄鐵管道的管齡小于1年，且內(nèi)壁采用水泥砂漿內(nèi)襯+環(huán)氧密封層，致密的砂漿層與樹脂層使得管道內(nèi)壁難以形成穩(wěn)定的管垢，最終導(dǎo)致實(shí)驗(yàn)結(jié)果出現(xiàn)偏差。

如圖4-3所示球墨鑄鐵管鐵釋放速率最高的是堿度為30mg/L時(shí)，最低是硬度為1200mg/L時(shí)，兩者鐵釋放速率相差約48%。實(shí)驗(yàn)所在淡化水廠出廠水堿度約為60mg/L，且堿度是三個(gè)影響因素里對鐵釋放速率影響最大的，所以出水堿度需要進(jìn)行調(diào)節(jié)。

堿度的大小之所以對水中總鐵含量影響很大，是因?yàn)樵谌鯄A性含碳酸鹽系統(tǒng)的水體中，存在著鐵與碳酸根反應(yīng)的沉淀溶解平衡，碳酸根是水中鐵溶解度的重要影響因素。如式4-1所示，當(dāng)?shù)畨A度升高時(shí)，碳酸根含量相應(yīng)升高，反應(yīng)會(huì)向著鐵的碳酸鹽化合物沉積的方向進(jìn)行，并生成碳酸亞鐵沉淀物質(zhì)，附著于管壁形成鈍化層，阻止鐵繼續(xù)向水中進(jìn)行釋放，從而使水中鐵含量降低[23]。而當(dāng)?shù)膲A度降低時(shí)，碳酸根含量相應(yīng)降低，反應(yīng)向沉積物溶解的方向進(jìn)行，鐵釋放速度加快，造成水中總鐵含量升高，從而引發(fā)居民用水端“黃水”現(xiàn)象。

如圖4-4所示球墨鑄鐵管鐵釋放速率最高的是pH值為9.0時(shí)，最低是pH值為7.0時(shí)時(shí)，兩者鐵釋放速率相差約28%。

Sancy[26]等研究了pH與管道腐蝕瘤及腐蝕產(chǎn)物之間的關(guān)系，得出結(jié)論認(rèn)為當(dāng)pH處于7.0～9.0時(shí)，隨著pH的升高，管壁上的腐蝕瘤的減少程度也隨之升高，腐蝕產(chǎn)物的釋放也會(huì)隨之降低。所以國外大多將軟水的pH調(diào)至8.0～8.5。而pH值的增加能抑制管道鐵釋放的原因主要是由于在腐蝕電化學(xué)反應(yīng)中存在著以下兩個(gè)陰極反應(yīng)如式4-2、4-3所示，當(dāng)pH值增大時(shí)，兩個(gè)反應(yīng)都會(huì)受到抑制，從而陽極反應(yīng)中亞鐵離子的釋放也會(huì)受到抑制。

4.4 本章小結(jié)

（1）本章設(shè)計(jì)的三因素三水平正交試驗(yàn)，三個(gè)影響因素分別為pH值、硬度和堿度。通過對實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的極差分析得出，在長距離輸送時(shí)的球墨鑄鐵管中，影響管道內(nèi)鐵釋放速率效果的三個(gè)主要因素中，堿度對其影響是最大的，其次是pH，影響最小的是淡化水硬度。

（2）根據(jù)以上結(jié)論，可知抑制管道內(nèi)鐵釋放效果最優(yōu)的組合為：將淡化水廠出水pH值調(diào)至硬度調(diào)節(jié)至9.0，出水硬度和堿度分別調(diào)至60mg/L和120mg/L，此時(shí)鐵釋放量最少。但根據(jù)生活飲用水標(biāo)準(zhǔn)（GB5749—2006）規(guī)定，pH應(yīng)不小于6.5且不大于8.5，所以水廠pH調(diào)至8.0～8.5時(shí)為最佳。

5 結(jié)論與展望

5.1 結(jié)論

隨著居民對自來水水質(zhì)要求越來越高，市政管網(wǎng)內(nèi)鐵超標(biāo)引起的黃水現(xiàn)象等越來越引起人們的重視，管網(wǎng)鐵穩(wěn)定性問題已經(jīng)成為居民用水安全研究方面的重要議題之一，關(guān)于這方面的相關(guān)理論和實(shí)驗(yàn)研究已經(jīng)有相當(dāng)成熟的成果。而在淡水資源越來越緊缺的現(xiàn)狀下，很多國家開始使用淡化海水用作部分缺水城市的市政供水。而當(dāng)?shù)Ｋ鳛橐环N非常規(guī)水源進(jìn)入鑄鐵管進(jìn)行長距離輸送淡化海水時(shí)，水質(zhì)會(huì)發(fā)生很大變化，同時(shí)也會(huì)發(fā)生黃水現(xiàn)象[7]。而淡化海水在鑄鐵管內(nèi)長距離運(yùn)輸時(shí)各項(xiàng)水質(zhì)指標(biāo)如何變化，及如何控制鑄鐵管內(nèi)的鐵釋放現(xiàn)象，國內(nèi)外還沒進(jìn)行太多研究。因此對淡化海水在鑄鐵管道中引起的水質(zhì)變化進(jìn)行深入研究有其必要性。

本課題使用新興鑄管生產(chǎn)的水泥砂漿內(nèi)襯+環(huán)氧密封球墨鑄鐵管作為實(shí)驗(yàn)管材制作管段反應(yīng)器。利用在循環(huán)管段反應(yīng)器中，模擬未礦化及礦化的淡化海水與管道內(nèi)壁接觸后發(fā)生的化學(xué)反應(yīng)，以總硬度、總堿度、硫酸根等指標(biāo)為檢測對象，研究淡化化海水進(jìn)入鑄鐵管道中引發(fā)的水質(zhì)變化。同時(shí)設(shè)計(jì)了調(diào)節(jié)pH值、改變水體硬度、堿度的正交實(shí)驗(yàn)來研究這三種因素對官網(wǎng)內(nèi)鐵釋放速率的影響。實(shí)驗(yàn)得到的主要結(jié)論如下：endprint

（1）未礦化的淡化海水在進(jìn)入鑄鐵管循環(huán)輸送的前10天，水體總硬度和鈣離子急劇升高。原因是未礦化水對水泥砂漿內(nèi)襯的腐蝕，堿性物質(zhì)持續(xù)溶出，這樣會(huì)大大縮短水泥砂漿內(nèi)襯管的使用壽命，所以必須對淡化海水進(jìn)行后礦化。

（2）未礦化和礦化的淡化海水在水泥砂漿內(nèi)襯管新管中的總堿度、溶解性SiO2、硫酸根離子的變化規(guī)律基本相同，都是運(yùn)行前5天水質(zhì)指標(biāo)較高，之后基本穩(wěn)定；pH值也均是前期較高然后下降最后保持穩(wěn)定；出水氯離子比進(jìn)水略微下降。綜合各水質(zhì)指標(biāo)變化情況，水泥砂漿內(nèi)襯鑄鐵管在正式投入礦化淡化海水輸送之前需要通水沖洗5天以上使水質(zhì)達(dá)到穩(wěn)定。

（3）管網(wǎng)水濁度與總鐵含量存在一定的線性關(guān)系，濁度隨總鐵含量的增加而升高。管道內(nèi)壁鐵的釋放是導(dǎo)致管網(wǎng)水中色度、濁度等水質(zhì)指標(biāo)增加的重要原因。

（3）在影響淡化海水在鑄鐵管內(nèi)鐵釋放速率的三個(gè)主要因素中，水的堿度對其影響是最大的，其次是pH值，最后是總硬度。且根據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)論，可知抑制管道內(nèi)鐵釋放效果最優(yōu)的組合為：將淡化水廠出水pH值調(diào)至硬度調(diào)節(jié)至9.0，出水硬度和堿度分別調(diào)至60mg/L和120mg/L，此時(shí)鐵釋放量最少。

5.2 展望

本課題在研究淡化化海水進(jìn)入鑄鐵管道中引發(fā)的水質(zhì)變化方面，取得了一定實(shí)驗(yàn)依據(jù)，為淡化水廠出水水質(zhì)調(diào)節(jié)提供部分理論支持。但在完成本次畢業(yè)論文時(shí)，仍然存在部分不足之處和需要改進(jìn)的地方，現(xiàn)歸納總結(jié)如下：

（1）由于本次課題時(shí)間及設(shè)備有限，未進(jìn)行重復(fù)實(shí)驗(yàn)，不能減小實(shí)驗(yàn)誤差對實(shí)驗(yàn)結(jié)果的影響。沒有對使用年度較久的腐蝕或結(jié)垢較為嚴(yán)重的管道進(jìn)行研究，課題選用的球墨鑄鐵管使用管齡小于1年，管內(nèi)沒有生成明顯的管垢。而實(shí)際市政供水管網(wǎng)十分復(fù)雜，很多管道使用管齡均超過十年。其他材質(zhì)的管道如灰口鑄鐵管等也沒有進(jìn)行研究。

（2）水質(zhì)變化研究中只對未礦化和礦化水進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，而在實(shí)際進(jìn)入市政管網(wǎng)的淡化海水都是與自來水摻混的。不同摻混比的淡化海水進(jìn)入鑄鐵管后發(fā)生的水質(zhì)變化有待進(jìn)行進(jìn)一步研究。

（3）管網(wǎng)內(nèi)鐵釋放的機(jī)理非常復(fù)雜，本課題只考慮了pH值、硬度和堿度對鐵釋放的影響，對不同影響因素導(dǎo)致的鐵釋放機(jī)理的探索還有待深入。

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科委項(xiàng)目：海水淡化長距離輸送水質(zhì)安全保障技術(shù)研究課題（Z141100000914004）。endprint