供水管网pH值上升原因的研究与探讨

CITYANDTOWNWATERSUPPLY·研究与探讨·城镇供水NO.5201481供水管网pH值上升原因的研究与探讨杨　勇（宁波市自来水有限公司，浙江宁波315800）在日常工作中，我们发现从新建、用水量较小或流速较低上的管网上开口接水的用户常常会有反映pH值较高的投拆。供水公司上门取样检测，检测结果也表明用户的反映是真实的，还发现pH值较出厂水高出不少，甚至超过《生活饮用水卫生标准》（GB5749—2006）的上限值事实。如某行政区内一个大的工业项目引进时，该企业出资兴建一条DN1000、长约16公里的供水管道，在管道通水的近一年内，该管道上只有一个企业在用水，用水量除企业罐体试压进水的一个月外，其余多数时间的用水量为2000吨/月，该企业对水质自检和供水的检测结果均表明该段管道的多数取样点的pH值均超过了国家标准的上限。除新管网外，pH值超过国标现象也会出现在用水量较小（流速较低）的旧管网上。本文通过对管道材质、管道用水量变化与pH值上升关系的分析和实验，得出其中的规律，最后，从控制管材、设计、施工及管理等方面提出解决或减轻pH值上升的措施。一、饮用水的pH值情况pH值(H+浓度倒数的1og值)反映了水体的酸碱性，由于饮用水处理和传输过程受水中pH值的影响较大，其被认为是水处理化学中最重要的指标之一。未受污染水的pH值主要由水中C02浓度和碳酸盐或重碳酸之间的关系所决定，天然水体的pH值一般在4～9的范围里。水处理构筑物，尤其是混凝和消毒工艺．需要有合适的pH值以达到处理效果的最优化，同时，进入管网的水的pH值也需经过合理调配以减少其对管网的腐蚀。几乎所有的水质标准对饮用水pH值仅仅给出了一个较宽的范围，我国的《生活饮用水卫生标准》（GB5749—2006）规定pH值为6.5～8.5：WHO建议用氯消毒时pH值小于8.0；英国水质标准规定用户水龙头出水pH值为6.5～9.5；USEPA(美国国家环保局)定的饮用水pH值范围为6.5～8.5。本文所提某区域内水厂的处理工艺流程如下：该水厂的原水pH值为6.8，由于进行加碱处理，加碱量是要求出厂水pH值为7，所以出厂水pH值较稳定。二、pH值上升原因分析1、管材原因（1）内防腐的组成分析目前，DN100以上的埋地管材一般为钢管或球墨铸铁管，无论哪种管材的内防腐都是水泥砂浆，砂浆由水洗沙和抗硫酸盐硅酸盐水泥组成。水洗沙是河道里的沙子或者老河床上的沙子通过水洗分类，分离出各种等级各个规格的沙子，化学成分比较稳定；抗硫酸盐硅酸盐水泥含有铝酸三钙等成分，铝酸三钙及其水产化合物最容易被硫酸盐侵蚀，砂浆中的硅酸盐类物品，会发生硅化反应，所以管道在投用初期，水泥摘要：从新建、用水量较小或流速较低上的管网上开口的自来水会有pH值较高的事实，本文通过对管道材质、管道用水量变化与pH值上升关系的分析和实验，得出其中的规律，最后，从控制管材、设计、施工及管理等方面提出解决或减轻pH值上升的措施。关键词：pH值　管材　内防腐　用水量　CITYANDTOWNWATERSUPPLY·研究与探讨·82城镇供水NO.52014砂浆内衬中会有碱质成分析出，会造成管内自来水的pH值上升。在《抗硫酸盐硅酸盐水泥》（GB748-2005）中规定：中抗硫酸盐硅酸盐水泥的铝酸三钙的含量不得超过5%；高抗硫酸盐硅酸盐水泥的铝酸三钙的含量不得超过3%，而普通硅酸盐水泥的铝酸三钙的含量一般都超过了8%。所以用于内防腐的水泥砂浆，特别是水泥砂浆中的水泥种类及其中的铝酸三钙直接影响到管道中的pH值。（2）生活饮用水输配水设备浸泡水的卫生要求相关情况在《生活饮用水输配水设备及防护材料安全性评价标准》中，规定了饮用水输配水设备（供水系统的输配水管、设备、机械部件）和防护材料的卫生安全性评价标准，标准要求凡与饮用水接触的输配水设备和防护材料不得污染水质，管网末梢水水质必须符合GB5749—2006的要求；饮用水输配水设备和防护材料必须分别进行浸泡实验；饮用水输配水设备浸泡水的卫生要求是“浸泡水在浸泡前后的pH值不得有变化”。对于球墨管（钢管），省级卫生行政部门在实际操作一般是要求管材生产企业送检为主，送检的样品能足够容纳6升浸泡液的管长，口径与管长的关系如下表：管内径(φ,mm)2025324050637590110200需管长(m)191285321.510.70.5这样的操作模式存在一定的不足之处，一是生产企业送检的管材内防腐是否比出售的管材质量好或送检前已浸泡过多天；二是口径越大的管材送样的长度越短，而实际使用过程的长度比送检长度长数百倍，送样管材长度是否会影响到浸泡水检测的数据？为此，进行了相关的实验。检测pH值的仪器为赛多利斯公司出品的PB—10pH计，本文中其它实验也使用相同的仪器。实验内容是将pH值为7的自来水充入A品牌和B品牌（卫生部门授予该二个企业的涉水产生卫生合格证均在有效期内）、新进货的各二根（分别为6米与1米）DN200球墨管内。4段管道浸泡时天气温度为23℃左右，浸泡24h后，从2段6米长的球墨管内取的浸泡液pH值从7升至8，48h后升至8.4；从2段1米长的球墨管内取的浸泡液pH值从7升至7.7，48h后升至8.1。这说明管材生产企业在送往卫生部门检测的管材与出售给供水企业实际使用管材是不一样（有可能在生产工艺或所用原材料也存在不同），由管材生产企业送样检测操作方式存在很多不确定性，是不可靠；另外，送检时管材长度不一样，管内pH值水质变化也是有一定不同，送检管材不能以是否满足容纳6升浸泡液为准，而应该不同长度均要取样检测。另外，管材生产（出厂）与投入使用的时间差，对管内pH值变化也有一定的关系。球墨管厂家经过多年演变、兼并，生产厂家较为集中且规模较大，卫生、质监等部门对其管理方式也较成熟，而钢管生产厂家更多并且规模较小，厂家没有库存或库存很少，特别是DN500以上，一般是根据订单进行卷板和内防腐，卫生部门对其产品的管理也相对球墨管厂家更薄弱，所以，钢管内防腐对pH值的影响会更加明显。2、用水量大小的原因（1）旧管用水量影响分析如旧管道的用水量小于一定的量，也会使管内的pH值升高到一定数值。我们做了以下实验。选定一根已投用8年的DN200球墨管，并该管段内只有一个用户。该用户有二块水表，一块是口径为DN50的表，用于企业生产与生活用水，表后管道口径为DN100钢塑管与DN50的钢塑管；另有一块DN80的消防水表，表后管道口径为DN150球墨管，平时该水表不用水。该球墨管长度约为230米（DN200与主管的接口和该用户的水表之间管道的距离）。实验中，我们对该DN200管道进行排污冲洗，直到企业的生活用水表的pH值到7为止，连续每天在表后最近的笼头取样检测pH值，发现pH值从7升高到7.5用了8天，水表反映的用水量为122吨（日均用水量为15.25吨，最高用水量为27吨，最低为1吨）；pH值从7.5升高到8.6用了11天，水表反映的用水量为189吨（日均用水量为17.18吨，最高用水量为29吨，最低为1吨）。该用户一天中真正用水几个时间段相加累计只有1小时，经计算，用水时管内流速约为0.135m/s，这说明在管内流速较低情况下，即使表内、外所用管道为钢塑管，用户笼头处的pH值也会上升，只是上升速度较慢，但时间CITYANDTOWNWATERSUPPLY·研究与探讨·城镇供水NO.5201483一长也会超过国家标准的上限。（2）新管用水量分析新管投入使用后，如果用水量较少，管内的pH值也会上升。我们做了以下实验：选取了一个交付2个月的生活小区，该小区共有住户315个，实验时，我们通过物业公司了解到只有8户在装修，另有物业公司根据天气情况在绿化浇水。我们在小区进水管上安装了一个DN100的水表，用以观察整个小区用水量与用户家pH值变化情况，取样点设在小区最里面的一个店面房内。实验中，我们对整个小区进行排污，直到店面房内的pH值从9.1下降至7，每天检测店面房pH值并记录DN100水表与店面房水表读数。实验第二天就检测到店面房的pH值上升到7.5，此时DN100表用水量为8吨，店面房用水量0.2吨。实验的6天变化情况如表：时间检测点pH值总表用水量（吨/天）第1天7.88第2天8.310第3天8.510第4天8.518第5天8.712第6天8.912我们对一个新建的开发区进行了类似的实验，也取得了相同的结果。三、缓解pH值上升的措施1、淘汰、优化对以水泥砂浆为材料的内防腐，研究开发新型的内防腐材料。现阶段供水部门要加强对管材的检查或抽查力度，使用真正不影响或少影响pH值的管材；卫生部门应提高对管材的现场取样数，还应对水泥砂浆的组成及配比加强管理，杜绝管材企业所供材料是经过“特殊处理”。2、设计上，根据用水量的需要选择合理的管道口径，不要一味追求大口径。如对于新开发区配水管设计时，规划的管径必定是考虑整个开发区供水需要，在开发初期这样的口径会显得较大，所以，建设时，配套管道建设进度应与企业引入进度相适应，如引入企业较少而配套管道不得不建设时，可以考虑关闭其中一个阀门，这样通水只是一段管道，对水质更加有保障。3、新建小区当入住率低时也会出现pH值上升现象，供水部门可以与物业公司沟通联系好，可根据居民入住分布情况开关部分管道，减少投入使用的管道。4、解决旧管道内pH值较好的办法就是进行有计划的冲洗排污或沟通该管道与其它管道，形成环网，让管内水变“活”。参考资料⑴《生活饮用水输配水设备及防护材料安全性评价标准》⑵《抗硫酸盐硅酸盐水泥》（GB748-2005）⑶《生活饮用水卫生标准》（GB5749—2006）作者通联：0574—86870282（上接第96页）（5）完善薪酬制度、加强激励作用建立合理的考评机制迫在眉睫。特别是在项目质量管理开展初期，不能只单一的按岗位定薪，更要考虑参与程度、完成效果等多方面的因素，以求更加合理的考评体系，真正起到激励员工完成好项目的作用，同时，某水厂针对项目中不同岗位人员，明确不同人员的不同的质量职责，并且明确不同人员与职责相应的权利，这样所有人员的利益和项目的质量紧密联系，实现奖惩结合，奖惩鲜明。（6）加强项目的客户识别，充分考虑客户的需求多水源项目的最终客户就是自来水的用户，在水厂的责任范围内，保证出厂水的水质就是全过程管理的最终目标。同时，在从原水到出厂水的过程，水厂内部人员、为水厂供应药剂的厂商等都是此项目的客户。作者通联：01066410088