管網(wǎng)水質(zhì)化學(xué)穩(wěn)定性的評(píng)價(jià)指標(biāo)分析

趙程偉

（四川大學(xué) 建筑與環(huán)境學(xué)院，四川 成都 610000）

作者簡(jiǎn)介：趙程偉,研究方向：土木工程。

1 管網(wǎng)水質(zhì)化學(xué)穩(wěn)定性的評(píng)價(jià)

給水化學(xué)穩(wěn)定性的判定指數(shù)通常被分成兩類：基于碳酸鈣溶解平衡理論的指數(shù)和基于其它水質(zhì)參數(shù)的指數(shù)。

1.1 基于碳酸鈣溶解平衡的指數(shù)

1.1.1 Lange lier飽和指數(shù)

飽和指數(shù)LSI 由Langelier提出，其計(jì)算方法為：LSI=pH-pHs,其中pHs 稱作飽和pH 值，指在CaCO3飽和平衡時(shí)的pH 值。其判定方法為：當(dāng)LSI＜0 時(shí)，CaCO3未

飽和，有腐蝕趨勢(shì)；LSI＞0 時(shí)，CaCO3過飽和，有結(jié)垢趨勢(shì)；LSI=0 時(shí)，既無結(jié)垢也無腐蝕趨勢(shì)。

該指數(shù)認(rèn)為在某一水溫下水體達(dá)到碳酸鈣飽和狀態(tài)時(shí)，pHs 是一個(gè)定值。這樣就可以根據(jù)pHs 判斷水中CaCO3的溶解平衡，還能通過LSI 值來調(diào)整實(shí)際pH 值來控制水質(zhì)穩(wěn)定。但該理論沒有考慮到水中懸浮雜質(zhì)和腐蝕產(chǎn)物對(duì)結(jié)晶的誘導(dǎo)作用，也沒有考慮到天然阻垢劑對(duì)結(jié)晶成長的阻礙和分散作用。

1.1.2 Ryznar穩(wěn)定指數(shù)

穩(wěn)定指數(shù)RSI 由Ryznar在LSI 的基礎(chǔ)上，根據(jù)大量實(shí)際工程資料與實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)提出的半經(jīng)驗(yàn)公式。其定義為：RSI=2pHs-pH,其判定方法為：RSI 值為4.0 ～ 5.0，水質(zhì)嚴(yán)重結(jié)垢；5.0～6.0 時(shí)，輕度結(jié)垢；6.0～7.0 時(shí)，基本穩(wěn)定；7.0～7.5時(shí)，輕度腐蝕；7.5～9.0 時(shí)，嚴(yán)重腐蝕；9.0 以上，極嚴(yán)重腐蝕。該指數(shù)的判定結(jié)果與實(shí)際較吻合，但存在與LSI 同樣的局限性。

1.1.3 CCPP碳酸鈣沉淀勢(shì)

CCPP由Rossum 提出，能定量的算出待測(cè)水中應(yīng)該沉淀或溶解多少CaCO3才能使水體達(dá)到化學(xué)穩(wěn)定。CCPP 主要考慮的是碳酸鈣溶解和沉淀這兩個(gè)過程，其他對(duì)碳酸鈣平衡影響較小的離子不予考慮（如Mg+，SO42-等）。CCPP 有以堿度和鈣離子數(shù)量兩種計(jì)算方式，使用鈣離子的計(jì)算方式為：

CCPP=100（[Ca2+]i-[Ca2+]eg）,其中，CCPP 的單位為mg/L，[Ca2+]的單位為mol/L，i 和eq 分別代表待測(cè)水原有和碳酸鈣平衡后的鈣離子濃度。其判定方法為：CCPP 值＜-10 時(shí)，水體嚴(yán)重腐蝕；-10～-5 時(shí)，中度腐蝕；-5～0 時(shí)，輕微腐蝕；0～4時(shí)，基本不結(jié)垢或者輕微結(jié)垢；4～10 時(shí)，輕微結(jié)垢；10～15 時(shí)，較嚴(yán)重結(jié)垢；＞15 時(shí)，嚴(yán)重結(jié)垢。

1.2 基于其他參數(shù)的穩(wěn)定指數(shù)

拉森比率LR。水體的腐蝕性強(qiáng)弱主要取決于水體中腐蝕離子（氯離子和硫酸根）的多少，但不管是原水還是管網(wǎng)水，水體中仍然存在著天然的緩蝕成分。Larson 和Skold在分析了大量數(shù)據(jù)后發(fā)現(xiàn)，HCO3-有著緩解腐蝕的作用，并提出了拉森比率，其表達(dá)式為LR=[Cl-]+2[SO42-]/[HCO3

-]。Larson認(rèn)為 LR應(yīng)小于 0.2 以降低水的腐蝕性。

2 結(jié)語

在建立適合某地區(qū)的水質(zhì)穩(wěn)定性評(píng)價(jià)體系時(shí)，要根據(jù)水質(zhì)和管材使用選擇合適的評(píng)價(jià)指標(biāo)；LSI、RSI可對(duì)原水的性質(zhì)起到定性的預(yù)示作用，LR 計(jì)算簡(jiǎn)便，評(píng)價(jià)結(jié)果與實(shí)際水體的吻合率較高，通常三者聯(lián)用。另外，使用以上指數(shù)判定出的水質(zhì)穩(wěn)定性并不代表著腐蝕或者結(jié)垢現(xiàn)象不會(huì)發(fā)生，即鐵質(zhì)管材在結(jié)垢性較強(qiáng)的水中仍會(huì)腐蝕。

[1]方偉.城市供水系統(tǒng)化學(xué)穩(wěn)定性及其控制方法研究[D].湖南:湖南大學(xué),2007,2-11.

[2]LangelierW.F..The Analytical Control of Anti-Corrosion Water Treatment.American Water Works Association,1936,28(10):1500-1505.

[3]RyznarJ.W..A new Index for Determining Amount of Calcium Carbonate Scale Formed by a Water. American Water Works Association,1944,36(4):472-477.

[4]Merrill D.T.,SanksR.L..Corrosion Control by Deposition of CaCO3 Films :A partical Approach for Plant Operators.American Water Works Association,1977,69(11):592-597.

[5]許仕榮,趙偉,王長平,等.碳酸鈣沉淀勢(shì)理論計(jì)算模型及其應(yīng)用[J].給水排水,2012,38(5)157-160.