摘要：我国是一个水资源严重匮乏的国家。随着经济社会的快速发展，水资源短缺已成为影响我国可持续发展战略实施、制约人民生活水平提高的关键因素。为了解决日益严峻的水源不足问题，我国北方缺水城市多采用多水源供水，这为城市供水系统带来新的水质安全问题，其中对供水管网输配系统影响更为显著。
关键词：给水管道；腐蚀的危害
1 管道腐蚀的分类
按照给水管网腐蚀产生的机理，腐蚀现象可分为微生物腐蚀、化学腐蚀和电化学腐蚀。仅仅由于化学作用引起的腐蚀称为化学腐蚀。电化学腐蚀是指金属材料与电解质溶液接触，通过电极反应产生电流而产生的腐蚀。金属管道腐蚀过程中，化学腐蚀和电化学腐蚀多是共同作用的。而微生物腐蚀是因为给水系统存在铁细菌、硫酸盐氧化（还原）菌、黏液异养菌群、硝酸盐氧化（还原）菌等微生物，它们往往直接参与和影响腐蚀过程，形成微生物腐蚀，其中最常见的是铁细菌和硫酸盐氧化（还原）菌。铁细菌能吸收亚铁盐和排出氢氧化铁，因而会使管道形成凸起物，造成结瘤。硫酸盐还原菌在厌氧条件下可把硫酸盐还原成硫化物，加快了管道腐蚀结垢的速度。
影响电化学腐蚀的因素有很多，如钢管和铸铁管被氧化时，管壁表面可生成一层氧化膜，腐蚀的速度因氧化膜的作用将会越来越慢，有时甚至可保护金属不再被进一步腐蚀。但是氧化膜必须在完全并且牢固地覆盖在管壁上，同时没有透水微孔的条件下，才能对管壁起到保护作用。同时水中的溶解氧可引起金属腐蚀，水中含氧量越多，腐蚀越严重。水的pH值明显影响金属管的腐蚀速度，pH值越低腐蚀越快，中等pH值时并不影响腐蚀速度，而pH值高时因金属管表面形成保护膜，腐蚀速度减慢。水的含盐量对腐蚀的影响是含盐量越高则腐蚀越快。
2 城市给水管网腐蚀机理
2.1电化学腐蚀
电化学腐蚀是导致城市给水管网出现腐蚀的重要原因。若城市给水管网的材质是钢管，铁离子进入到水中，这时电子会被留到金属当中，这时水中所含的氢离子会将留到金属中的电子吸收过来，从而产生吸氧腐蚀，并在管壁上出现氢氧化亚铁，随着时间的推移，氢氧化亚铁会被氧化成氢氧化铁，并附着在管壁上，从而导致城市给水管网出现腐蚀。这种腐蚀作用，随着腐蚀面积的不断扩大而不断扩大，给整个城市给水管网的使用寿命有着致命的影响。
2.2微生物腐蚀
城市给水管网中通常常年有水，而水中一般均含有较多的硝酸盐细菌、硫酸盐细菌及铁细菌等，这些细菌的存在在很大程度上会推动整个城市给水管网出现腐蚀，因为，这些微生物通常会参与到腐蚀过程中。例如，铁细菌，其实一种较为特殊的营养性细菌，铁盐是其氧化的主要来源。铁细菌在日常生活过程中，能够排出大量的氢氧化铁，其一生排出的体积通常是其自身体积的500倍左右，因此，大量铁细菌的存在非常容易导致城市给水管网出现严重腐蚀，甚至会导致整个给水管道出现腐蚀。
2.3水质影响
首先是PH值。若水质PH为中性，那么水质将不会给城市给水管网带来影响。若水质PH小于七，那么水质将呈酸性，将加速城市给水管网腐蚀。若PH大于七，那么随着PH数值的增加，腐蚀速度将逐渐增加。过酸和过碱给整个城市给水管网带来的影响是非常大的。其次是水中包含的溶解性物质。通常情况下水中包含的溶解性物质较多，这些溶解性物质的存在将增加水体的导电性，随着水体导电性增加，将加速城市给水管网中形成的电化学反应，随着电化学反应的增加，则必然带来更为严重的城市给水管网腐蚀。
3 管道腐蚀及铁释放的危害
3.1危害饮用水水质
由于长期受到水的腐蚀作用，管内壁上生成锈垢，这些锈垢导致水中余氯量迅速减小。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆锈垢的主要成分为氧化铁，当水流速度或水流方向突然改变时，锈垢脱落并随水体输送至用户，色度、浊度、铁、细菌指标增大，短时间内会出现水质恶化现象，甚至出现“黄水”、“红水”等现象，使水质受到“二次污染”，危害居民身体健康。
3.2缩短管道寿命
管道结垢后，水质“二次污染”，使水中余氯被有机物消耗殆尽，导致细菌总数增加，在这些细菌中有病原菌，也有对管道起腐蚀作用的细菌。这些各种各样的细菌，有的严重影响水质，有的则加剧了管道腐蚀，从而缩短管道的使用寿命。
3.3降低输水能力
管道内“生长环”的逐年加厚，不仅影响供水水质，还严重影响原有管道的过水断面，降低输水能力，也使管道阻力增大，而造成供水压力下降。为了保证供水服务的水压，必须采用高扬程水泵来加大水压，增加了水头损失和输水能耗等。美国新英格兰区19个城市的测试结果显示，沥青衬里的铸铁管在使用30年后，其平均输送能力损失52%。
4 给水管道腐蚀的防治措施
4.1提高出厂水质
提高出厂水质是控制给水管道腐蚀的根本途径[3]。每种水都具有腐蚀性，其强弱与水的理化特征和所接触材料的表面性质有关。一般情况下，与水质恶化有关的腐蚀主要受生物过程调控，可对消毒工艺和消毒类型进行调整。氯仍是国内主要的消毒剂，在使用氯进行消毒处理时，应注意两种错误的倾向:一些水厂没有对出厂水进行消毒，因此即使出厂水质较好，管网水质也很难保证，有些水厂加氯量偏大，虽然加氯量越多，消毒效果越好，但是加氯量越多，副作用也越大，因此应该避免。
4.2加强管网水质监测
建立管网腐蚀监测系统有利于尽早发现和预报水质恶化情况，便于水厂和用户采取对策；收集和积累水质的基本运行数据，为水厂的运行管理提供理论依据，为水系统内腐蚀的控制研究提供试验数据。有关资料表明[4]:影响水的腐蚀性指标通常有pH值、碱度、硬度和溶解性的固体，这些参数用于计算腐蚀指数（例如LI指数、CI指数、AI指数），分析水的腐蚀性。
4.3采用非金属管材
预应力或自应力钢筋混凝土管、聚氯乙烯（PVC）管、PVC管的衍生品硬质聚氯乙烯（UPVC）管、玻璃钢/聚氯乙烯（FPR/PVC）复合管、玻璃钢/聚丙烯（PEP/PP）复合管等塑料管，具有质量轻、耐腐蚀、管壁光滑、水流阻力小、防垢等优点，建议在室内管道和管网末端大量采用。最近，中、高密度聚乙烯塑料管也在国外广泛使用。它比一般的聚氯乙烯管强度更好，可耐腐蚀和防止内部结垢，造价比钢管低。这种管材施工多用焊接，可以连接很长，有的连成3km长再敷到沟内。
4.4管道涂衬
对于一些有轻微腐蚀和结垢的管道，定期安排进行管道冲洗、消毒，冲洗后进行涂衬，以减缓管道腐蚀的速度；对于新敷设的管道，一次性处理后可大大延长使用寿命。管道常用附加内衬的方法主要有两种类型:水泥砂浆衬里和环氧树脂涂衬。水泥砂浆衬里是在管道的内部喷涂砂浆，靠自身的结合和管壁的支托，结构牢靠。它的粗糙系数比金属小，对管壁能起到物理性能保障，同时也能起到防腐的化学性能。水泥与金属管壁接触，能形成很低的pH值。使用环氧树脂和硬化剂混合后的反应型树脂，可以形成快速、强劲、耐久的涂膜，它具有耐磨性、柔软性、紧密性。喷涂0.5～1mm厚即可达到防腐要求，经2h的养护后便可投入清洗、排水。
6 结束语
总之，通过有效的防腐控制，提高了城市给水管道的抗腐蚀能力，进一步提升了管道的使用寿命和使用安全。
参考文献
[1]崔迎，黄敏.浅议城市给水管道腐蚀控制技术策略.天津化工，2016,25（5）：56-58.
[2]杨宏涛，丛苹，周荣敏.城市给谁管网腐蚀机理及保护措施[J].管道技术与设备，2016，No.3:50-51，62.
论文作者:袁金波
论文发表刊物:《基层建设》2017年第33期
论文发表时间:2018/2/2
标签：管道论文; 管网论文; 水质论文; 细菌论文; 城市论文; 电化学论文; 管壁论文; 《基层建设》2017年第33期论文;