海水淡化水矿化工艺研究

为解决海水淡化水厂生产的脱盐水和高纯水具有较强的腐蚀性、较低的缓冲能力的问题，利用CO2酸化淡化水溶解石灰石进行矿化处理，研究石灰石填料高度、石灰石粒径、pH、温度及进水流量对海水淡化水矿化效果的影响。结果表明，石灰石填料高度、石灰石粒径、pH、温度及进水流量对水质均有影响，并且在总碱度≥80mg／L、且硬度在80～120mg／L（中法水务推荐标准）的条件下，获得的产品水的朗格利尔指数为±0．5，拉森系数〈0．1，可在市政供水管网安全输送。

水源切换引起给水管网黄水问题原因分析

针对水源切换造成黄水问题的原因开展试验研究.对水源切换前后原水水质进行分析,连续3个月跟踪监测出现黄水问题用户出水水质变化,利用XRD、SEM和EDS对出现黄水问题管段的管垢进行分析.利用试验室模拟反应器,比较不同水质下管材腐蚀速率及管垢铁释放速率.结果表明,水源切换后新水源水化学组分的较大变化,特别是硫酸盐浓度的大幅度增加是引发黄水问题的主要原因.拉森指数从原来的0.4左右增加到1.7-1.9,水源切换后数天内部分管网用户出水出现黄水问题.发生黄水问题地区的管垢致密壳层较为脆弱,在高浓度硫酸盐水质条件下,容易发生溶解破坏.通过反应器模拟试验,对于旧铸铁管,高浓度硫酸盐对管垢铁释放的影响要大于对管材基质腐蚀的影响.拉森指数与铁释放速率具有相关关系,随着拉森指数的增加,铁释放速率升高;对于旧铸铁管,其相关关系为非线性.由于出现黄水问题的管段管垢稳定保护层被破坏,即使随后管网水拉森指数降低到0.6左右,黄水问题仍持续较长时间.

水质化学组分变化对管道铁释放及管垢特征的影响

采集了北方某市长期通地下水区域的铸铁管道样品,应用响应面法研究了几个主要水质化学参数变化对管网铁释放的影响,并利用X射线衍射分析(XRD)、X射线荧光光谱分析(XRF)、比表面分析和扫描电镜能谱分析(SEM-EDX)等手段表征了管道内表面的管垢结构和组成特征,探讨了水质化学组分变化对管垢特征的影响。研究发现,该管道铁的释放量与水的拉森指数具有正相关关系,而与余氯水平无显著相关性。采集之初铸铁管的腐蚀产物包括Fe3O4(磁铁矿)、α-FeOOH(针铁矿)、γ-FeOOH(纤铁矿)、FeCO3(菱铁矿)和β-FeOOH(四方纤铁矿);通入拉森指数较高的水后,腐蚀产物中出现了Fe2O3(赤铁矿)和Fe6(OH)12CO3(绿锈)等新成分,并且管垢中Fe3O4的含量明显增加,α-FeOOH的含量明显降低,β-FeOOH消失。铁释放量较高管段中管垢的比表面积和孔容比铁释放量较低管段中管垢的大。

我国不同区域水源水拉森指数比较分析

目前远距离调水已经成为解决区域水资源不足的一项重要措施。但在水源切换时,切换前后水源水的腐蚀性如果存在显著差异,可能会因腐蚀加剧而出现"黄水"或"红水"现象。因此,了解不同区域、不同类型水源的腐蚀性差异,对于科学合理地进行水资源调配具有重要意义。拉森指数(LR)是目前评价水质对铁质管网腐蚀程度的常用方法。本研究以14个城市的26个水源水为研究对象,对模拟常规工艺处理后的滤后水进行了水质分析,并计算出其拉森指数。结果表明,相对于湖库水和地下水,河流水的拉森指数偏高,有44%的河流水拉森指数大于1,具有较强的腐蚀倾向。按区域分华东和中南地区、按流域分黄河和珠江流域的水源水拉森指数平均值大于1,水源切换条件下应关注其腐蚀性情况。

调节拉森指数和碳酸钙沉淀势对管网铁释放的影响

拉森指数(LR)和碳酸钙沉淀势(CCPP)是表征管网水质化学稳定性常用的指标,但这两个指标对给水管网铁释放的影响规律和机理目前并不清楚。从实际管网中挖取具有不同通水历史的无内衬铸铁管搭建了4套模拟管网中试装置,以投加不同药剂的方式调节管网进水的LR和CCPP,系统研究了不同水质参数调节方式对管网铁释放行为的影响。结果表明,尽管通过增加硫酸根和氯离子浓度的方式提高LR到同一水平时都会促进管网铁释放,但相同当量的氯离子对铁释放的促进作用明显大于硫酸根。当投加不同药剂提高管网进水的pH值、碱度、钙硬度以达到相同CCPP(17 mg/L)时,管网铁释放表现出较大的差异:投加强碱NaOH改变pH值时,不仅不能有效抑制铁释放反而会有促进作用;投加CaCl_2的方式由于氯离子的引入导致LR升高从而对铁释放有明显的促进作用;投加NaHCO_3、Ca(OH)_2以及Ca(OH)_2和CO_2联用提高CCPP时,由于同时降低了LR,因而对铁释放有明显的抑制作用。研究还发现,钙离子的实际沉淀量与CCPP并不直接相关,而与铁释放速率表现出显著的正相关性。

中国南北两城市饮用水水质化学稳定性对比研究

水质化学稳定性是表征饮用水安全的重要指标之一。基于我国南北两座城市5年间(2013年—2017年)出厂水和管网水的水质监测数据,采用Langelier饱和指数(IL)、Ryznar稳定指数(IR)、侵蚀指数(AI)和拉森比率(LR)综合分析南北两市水质化学稳定性的异同。南北供水系统水质化学稳定性与水温、pH、总硬度等常规水质指标存在相关性。北方A市IL为-0.47~0.97、IR为6.26~8.33,春夏水质具有化学稳定或结垢特性,秋冬水质具有轻度腐蚀特性;南方B市IL为-2.89~-1.99、IR为10.96~12.34,全年呈严重腐蚀倾向;AI值和LR值进一步表明两市的水质对石棉水泥管和金属管均具有侵蚀和腐蚀特性。因此,控制供水系统水质的化学稳定可有效保障供水安全。

水源水质对地下水管网铁释放的影响和控制技术研究

针对水源水质变化时,地下水供水区域管网可能出现"黄水"的问题,选取北方某市长期输送地下水的管道,通入两种水质差异较大的实际地表水厂出水进行模拟中试。研究发现,输送地下水的管道的管垢层薄,晶体铁氧化物以针铁矿为主,磁铁矿与针铁矿的质量比为0. 09,管垢稳定性差。实验结果还表明,通入拉森指数(LR)为1. 72的地表水后,管道出水浊度和总铁增加量高于通入拉森指数为0. 37的地表水,氯化物和硫酸盐浓度高、拉森指数大的地表水对该类地下水管道的管垢影响较大。通过预先提高通水游离余氯浓度对管道进行氧化稳定处理,可有效减少铁释放,降低发生"黄水"的风险。