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水质处理的用途

     水生命之源,是人们赖以生存的物质。可是,我们经常会遇到这种情况:

  洗衣、做饭、洗浴等日常用水打开水龙头的时候,惹人讨厌的锈水、黄水从管道中源源不断的流出,不仅没法使用,还污染了环境,我们正常的生活被打乱。以为把锈水、黄水排到干净就行了其实不然,水中仍然含有超标铁离子。这些讨厌的锈水、黄水是怎么引起的呢?我们怎样解决锈水问题,用水更放心呢?

  一、管道内部锈蚀的产生原因。

  水使溶解力强的溶媒。金属被水溶解,对金属而言,呈现出所谓的腐蚀现象。供水管道系统内的管材,只要是铁管,铁管输送水就会被水溶解,产生腐蚀,其主要理论:

  1.氧化理论(Acid.theory):由于水中的碳酸(H2CO3)作用,铁变成 碳酸亚铁,再被水中的氧所氧化,成为氢氧化铁。

  2.过氧化理论(Peroxide.theory):铁首先和水化合成氢氧化亚铁,这时产生的氢气和水中的氧化合,生成H2O2之后,氢氧化亚铁和H2O2化合生成氢氧化铁。

  Fe+H2O→Fe(OH)2+H2↑

  
H2+O2→H2O2

  2Fe(OH)2+H2O2→2Fe(OH)3(
)

  3.电化学理论(Electrochemical .theory:腐蚀是由电化学反应而引起的,首先生成的是氢氧化亚铁,在碱水中,与氧化和生成氢氧化铁,形成膜而停留在金属表面。在酸性水时,先与水中碳酸形成CO2化合成重碳酸亚铁Fe(HCO3)2后再与水中氧化合成氢氧化铁,以浮游形成从水中析出沉淀。


  此外,在腐蚀中,还有一些能用微电池——浓差电池或氧差电池机理说明的腐蚀。当水在管道里与铁接触,通过各种途径开始腐蚀,在氧化皮的缝隙或管内凹凸不平的粗糙面上,形成许多微小的腐蚀电池,开始腐化,产生沿着水流方向的膜或壳。如果这种电化学或微电池作用代表全部腐蚀过程的话,我们应该看到的是一个空泡,但实际上,我们发现的这些空泡,经过一段时间时期后,变成了大小不均的瘤状结垢,硬壳内充满了氧化亚铁和硫化铁等物质。这是因为当金属表面由于氧化形成二价氢氧化铁与中性水接触形成三价铁(膜或空壳)并不是永远贴附在管壁上,保持静止。只要水中不断有O2溶入就可能通过破裂的膜向内一层一层运动,把部分亚铁离子氧化成三价铁离子(锈铁离子),经过一段时间,这些氧化铁浓度超过一定比例,磁性氧化铁或其他亚铁化合物就会不断的析出,并产生酸性物质,后者继续与金属作用,在产生新的亚铁盐,不断循环。在水处理过程中,投加FeSO4Cl2也参加反应,同时析出大量SO42-Cl-使得亚铁盐及硫化铁增加并氧化。在不断氧化循环腐蚀的同时,锈壳内的各种盐类不断积累,促使铁细菌依靠盐类的氧化而不断繁殖,尤其是靠近管壁,氧的含量比外界较贫乏,更有利于铁细菌的生存。铁细菌吸收亚铁盐,排出的氢氧化铁产生大量沉淀,细菌周围就会有大量的粘泥,是壳体充满并不断增大,引起管道严重堵塞。这种堵塞是沿管壁四周逐渐生成的,并可形成管壁的垢下腐蚀现象。所以,水中氧是电腐蚀的开始,而硫酸盐类还原细菌是腐蚀结垢的原因,铁细菌则是大面积腐蚀管道的另一个原因。

  二、管道内部锈蚀的危害

  管道内部锈蚀结垢后,会降低管道的输水能力,污染供水水质,破坏管道的机械强度,危害无穷。

  1.供水能力下降,供水电耗增加管道的环状锈垢产生,缩小了有效直径,增加输水阻力,使管道运行的水头损失增大,造成用水户水量和水压的严重不足。锈垢大大增加了管道的摩阻,在保证正常供水,满足生产,生活需要的条件下,水厂送水的水泵扬程就要提高,供水的电耗也随之增大,造成供水企业的经济效益损失极大。

  2.污染供水水质自来水公司出水的水质较好,特别是水浊度一项仅为0.5-1度,但这样低浊度的供水在通过管道的输送后,由于管道内壁的锈蚀结垢中部分Fe(OH)3可浮游于水中,锈垢块中有2%3%可溶于水中(理化鉴定结果),使水受到二次污染,出现红水现象。特别是当管道内流速、流量发生变化时就会有大量的红水甚至黑水出现,造成供水水质事故。

  3. 管道的强度降低从锈蚀结垢管材截面的金相片可以看到,铸铁管壁受到腐蚀的金属有1/5-1/4变成了黑色,黑色部分的大小与附着在管壁上的锈瘤部分相对应,而黑色部分则是铸铁组成中铁的一部分变成锈而溶出,剩余大量的石墨。这一变黑的石墨层,就失去了铸铁原有的性能和强度。石墨化的黑色部分甚至可用小刀削落。在管道供水运行中受到水压冲击或外部荷载时,极易出现爆管、折管等漏水事故

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