摘要:水源切換工程可能會造成供水管網(wǎng)中水質(zhì)指標(biāo)如鐵、濁度、色度超標(biāo)的黃水問題，嚴重影響人們的日常生活。基于此，本文先對給水管網(wǎng)水質(zhì)穩(wěn)定相關(guān)概念及水源切換引起的“黃水”問題進行概述，然后針對水源切換對水質(zhì)影響選取某水廠進行了實驗，通過測得的結(jié)果分析出水源切換對水質(zhì)的影響因素，最后提出了水源切換中水質(zhì)惡化的控制策略，僅供參考。

　　關(guān)鍵詞:水資源;水源;切換;水質(zhì);影響

　　引言:水資源短缺是制約我國很多地區(qū)經(jīng)濟發(fā)展的主要因素。為了解決水源地出現(xiàn)突發(fā)性的污染事件，我國許多城市供水系統(tǒng)都配置了多個水源。不同水源水質(zhì)差別很大，經(jīng)過水廠相同工藝處理后，很多水質(zhì)理化指標(biāo)差異明顯，在對供水水源進行切換時，這種差異性會惡化水的質(zhì)量，造成輸水管道表面腐蝕，出現(xiàn)“黃水”現(xiàn)象，嚴重的影響了水質(zhì)，危害著人們的健康。

　　水利論文投稿刊物：《給水排水》(月刊)曾用刊名：(建筑技術(shù)通訊)創(chuàng)刊于1964年，是中國建筑科學(xué)類中文核心期刊，中國科技論文統(tǒng)計源期刊。設(shè)有城市給排水，工業(yè)給排水，建筑給排水，施工、材料與設(shè)備，策略研討，科技信息綜述，標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范交流園地，計算機技術(shù)，研究生論文摘要，信息市場等欄目。

　　一、給水管網(wǎng)水質(zhì)穩(wěn)定與水源切換引起的"黃水"問題

　　(一)概念

　　水廠為用戶提供用水中供水管網(wǎng)是重要的環(huán)節(jié)，而且這一環(huán)節(jié)的配水系統(tǒng)也非常復(fù)雜。我國是人口大國，所以在水管網(wǎng)中水流的停留時間可達到幾個小時，甚至是幾天。管網(wǎng)水質(zhì)穩(wěn)定的相關(guān)概念是為了保障飲用水管網(wǎng)水質(zhì)方面穩(wěn)定性而提出來的。關(guān)于供水管網(wǎng)水質(zhì)化學(xué)穩(wěn)定性所給出的相關(guān)定義是管網(wǎng)水質(zhì)傳輸對水質(zhì)的影響，還有在分配過程中，各種化學(xué)反應(yīng)帶給水質(zhì)的一些影響，其中會腐蝕管網(wǎng)，有可能侵蝕水管，由于水中有一些不溶性物質(zhì)，隨著它們的遷移，在管壁就會產(chǎn)生很多腐蝕的產(chǎn)物，而且水中還會加入一些消毒劑，還會生成一些消毒副產(chǎn)物。在我國大部分城市中的水質(zhì)都不穩(wěn)定，只有30多個城市地表水水質(zhì)還處于穩(wěn)定的狀態(tài)。

　　目前相關(guān)人員已研究出兩種水質(zhì)指標(biāo)，能準(zhǔn)確的評價管網(wǎng)中鐵的穩(wěn)定。其中一種是傳統(tǒng)的判別指數(shù)指標(biāo)。這項指標(biāo)主要是基于碳酸鈣沉淀的溶解平衡而建立的，LSI、RSI、CCPP等都是該指標(biāo)的內(nèi)容。而這些指標(biāo)參考的水質(zhì)參數(shù)內(nèi)容主要有硬度和堿度、PH值和游離二氧化碳等。觀察管網(wǎng)中水樣，“黃水”沒有呈現(xiàn)出溶解碳酸鈣的跡象，碳酸鈣沉積的跡象也沒有，就說明這個管網(wǎng)水有著一定的化學(xué)穩(wěn)定性。傳統(tǒng)的判別指數(shù)指標(biāo)主要是在供水行業(yè)判別水質(zhì)穩(wěn)定性上起著指導(dǎo)的做，而且判斷性的準(zhǔn)確率很高。

　　(二)水源切換引起的“黃水”問題

　　水源切換后出現(xiàn)黃水的問題主要就是鐵的釋放。在管網(wǎng)中出現(xiàn)鐵釋放情況主要是由于水垢或是管網(wǎng)水之間相互作用而引起的。通過相關(guān)人員對管網(wǎng)中水的作用進行的研究分析得出，其作用能持續(xù)的腐蝕鐵管，最終會生成很多的水垢。在管道中的水垢含有腐蝕性離子，能夠在水中溶解余氯和氧，通過侵蝕最終釋放出了鐵。而在水中這些溶解的過程是反復(fù)的，鐵的釋放量是在不斷增加，從而在管道水中鐵含量也是在持續(xù)升高，同時相關(guān)的高濁度和色度也一同出現(xiàn)了。

　　我國當(dāng)下環(huán)境的污染程度一直處在嚴重階段，關(guān)于水污染的突發(fā)事件出現(xiàn)的較為頻繁。關(guān)于我國飲用水水質(zhì)的安全方面主要有保護水源、不斷優(yōu)化和強化飲用水的常規(guī)處理工藝、適當(dāng)?shù)脑黾由疃蕊嬘盟�處理工藝、有效的控制配水管網(wǎng)水質(zhì)穩(wěn)定性，從而保證用戶安全用水。

　　近幾年我國水源切換的形式上在經(jīng)濟的發(fā)展背景下增加了很多種類。我國南方和北方的水資源分布上存在著不均勻的現(xiàn)象，而且淡水資源短缺的現(xiàn)象越來越嚴重，很多城市都開始采用長距離引水工程，如南水北調(diào)項目;還有一些城市開始開發(fā)利用海水，通過淡化海水來獲取可飲用的水;從而形成了地下水、水庫水、地表水、海水淡化等很多供水模式，而且這些是可以根據(jù)季節(jié)或是周期來進行水源切換的供水模式。水源的不斷切換是引發(fā)原水水質(zhì)產(chǎn)生化學(xué)成分變化的主要因素。通常水源在切換之前或是切換之后，水質(zhì)與國家飲用水衛(wèi)生的標(biāo)準(zhǔn)還是相符合的，不過由于多種水源來回切換，這些水源的水質(zhì)所含有的化學(xué)成分有著一定的差異，而且所用的鐵管網(wǎng)材料穩(wěn)定性不同，使得很多地區(qū)在水源切換后出現(xiàn)了黃水的現(xiàn)象，這也就是管網(wǎng)中鐵釋放的一種現(xiàn)象，造成了人們使用自來水的水質(zhì)不斷下降。

　　二、實驗方案與測試結(jié)果

　　(一)實驗方案

　　選取某城市的某一水廠，該水廠的處理工藝為常規(guī)處理，該水廠的水源有兩個:地表水源A水庫水源B，其中水源A為常用水源，水源B為備用水源，在水源A連續(xù)運行198天的情況下，關(guān)閉A的閘門，打開水源B，讓水源B的水進入該水廠的水處理構(gòu)筑物進行處理。將監(jiān)測點設(shè)置在離水廠5km處某小區(qū)的取樣點，監(jiān)測間隔為1小時。監(jiān)測從換水當(dāng)日8點開始，到次日17點結(jié)束。

　　(二)測試結(jié)果

　　在水源切換過程后，濁度在1~4NTU之間，堿度從180mg/L下降至120mg/L，pH從7.6下降至7.13，鈣、鎂離子在切換過程中變化很小，余氯變化比較復(fù)雜，開始階段不斷下降，在換水15小時后達到最低，接著開始上升，到第二天15點達到最高值。

　　在整個過程中，水中總鐵含量隨時間不斷上升，在10小時后出現(xiàn)峰值，持續(xù)一段時間后開始下降。其中峰值附近的超出國家飲用水標(biāo)準(zhǔn)，其他時間都低于0.3mg/L。

　　三、水源切換對水質(zhì)影響分析

　　(一)pH的影響

　　在一定溶解氧和水力條件下，增加pH有利于Fe(OH)2和Fe(OH)的生成，同時碳酸亞鐵和氫氧化亞鐵的溶解度隨pH的增加而下降。另外提高pH值能加快二甲鐵的氧化速率使管垢表面的鈍化層趨于穩(wěn)定，所以增加pH有利于控制鐵的化合物而減少鐵的釋放。從測量結(jié)果來看，水源pH不同，導(dǎo)致切換后pH下降，從而引起管網(wǎng)水中鐵的含量。

　　(二)余氯的影響

　　余氯對管網(wǎng)鐵的釋放影響明顯，對于比較舊的輸水管道，如果余氯減少，水中鐵含量將升高。具體原因可以從管垢結(jié)構(gòu)來分析，余氯有強氧化性，能保護管垢第一層不被破壞，從而使內(nèi)部的二價鐵不會釋放出來。

　　(三)堿度的影響

　　在堿度較高的環(huán)境下，水中碳酸根離子較多，管壁的碳酸亞鐵含量較多，控制了鐵的釋放。當(dāng)堿度下降時，水中碳酸根離子減少，平衡被打破，碳酸亞鐵溶解度增加，鐵的釋放量上升。從監(jiān)測的數(shù)據(jù)來看，水源切換后，堿度下降，管網(wǎng)水的緩沖能力下降，從而導(dǎo)致含鐵化合物的溶解度增加。

　　四、水源切換中水質(zhì)惡化的控制策略分析

　　通過以上測試結(jié)果和分析來看，對于切換水源導(dǎo)致的水質(zhì)惡化現(xiàn)象，可以采取如下幾點控制策略。

　　(一)調(diào)節(jié)酸堿度。從上面分析可以得出，提高pH可以抑制鐵的釋放。所以可以在水廠處理水的過程中，增加調(diào)節(jié)水廠pH的處理措施，同時調(diào)整出水的堿度，保證出廠水的穩(wěn)定性。

　　(二)添加緩濁劑。從國外研究資料來看，改善水質(zhì)量的另一個有效途徑就是添加磷酸鹽。在水源切換時，如果在混合水中添加磷酸鹽，可以有效控制和降低腐蝕產(chǎn)物的產(chǎn)生，減輕水質(zhì)惡化程度。

　　(三)提高出水余氯。在水源切換過程中，可適當(dāng)提高加氯量，加大對余氯的監(jiān)測力度，保證管網(wǎng)水中余氯的含量。如果管網(wǎng)系統(tǒng)龐大，并且水中有機物含量較高，可以考慮采取多級加氯措施。

　　五、結(jié)語

　　供水管網(wǎng)是由不同材料、不同方向組成的配水系統(tǒng)。供水管網(wǎng)作為城市基礎(chǔ)設(shè)施的重要組成部分，一直影響著居民的正常生活。因此，有必要加強對城市供水管網(wǎng)現(xiàn)狀的分析，深入研究供水穩(wěn)定性相關(guān)領(lǐng)域，了解其中存在的問題，不斷提高城市供水效率，以滿足對安全供水的需求。

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　　作者：李大為