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了解水处理和腐蚀控制过程

关键的外卖

腐蚀会导致饮用水不美观、不可口甚至不安全。

饮用水来源受污染,需要适当的治疗以去除疾病引起的药剂。公共饮用水系统经常使用各种水处理方法,为其社区提供安全的饮用水。最常见的常规水处理类型包括多相过程,例如预处理,凝血,絮凝和腐蚀控制。在本文中,我们将介绍水处理,因为它涉及腐蚀控制。

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预处理

预处理程序阻止污染物的引入,这会对设备造成损坏,干扰废水处理过程。预氯化和氧化是最常见的预处理类型。

预氯化的目的是杀死致病生物,控制味道和气味问题,并减少藻类生长。然而,预氯化并不总是可行的,因为有些水含有一种特定的化学物质,可以与氯反应生成致癌的三卤甲烷。

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锰或铁在水中会造成不美观的颜色,并造成味道和气味的问题。富含铁和锰的水也会给衣服造成不可修复的污渍。氧化剂如高锰酸盐、氯、曝气或离子交换树脂可以用来降低铁和锰的水平。

凝固

预处理后,开始凝固过程。混凝是处理水的碱度与混凝剂之间的反应。引入混凝剂,使非常细的颗粒聚集在一起,形成更大的颗粒。混凝通过添加带正电的化合物使天然水中带负电的粒子不稳定。相反带电粒子的吸引会导致电荷的形成弗洛克

该工艺需要pH值在5.4至7.4之间的水。该pH范围通常通过添加氢氧化钠(NaOH)和石灰来控制。添加化学混凝剂,并使用机械混合器快速混合。快速或快速混合对该过程至关重要。明矾(Al2(SO4)3-14H2O)是硫酸铝和氯化铁(FeCl3)的通用名称,是常见的混凝剂。然后常规添加聚合物作为主凝固剂的辅助剂。

絮凝作用

絮凝作用是一个通过在原水中碰撞带电粒子而形成不溶性粒子,称为絮团的过程。在沉淀池中,这是通过使用絮凝剂的温和搅拌来实现的。在澄清器中,这是通过水力脉动来实现的。因此,聚集的絮凝物在下一个过程中更容易去除。

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水处理中的腐蚀控制

水是腐蚀性的,因为它不断寻求导致其氢原子之一的释放的反应。作为对策,加入腐蚀抑制剂以在整个水分配系统中延长管道的使用寿命。

腐蚀是水和金属表面(金属管道)以及储存或运输水的材料之间的一系列复杂反应。腐蚀过程是一种氧化过程/减少使精炼或加工过的金属转变为更稳定状态的反应。关于饮用水的腐蚀潜力主要关注的问题包括潜在存在有毒金属,如铝、铜、镍、铅和锌;家庭管道的恶化和损坏;还有美学问题,比如:脏衣服、苦味、脸盆和下水道周围的蓝绿色污渍。

健康问题的主要来源就是水中可能存在高水平的铅、铜或其他金属。铅的主要来源包括使用铅管、铅内衬罐和使用50/50的铅/锡焊料。由于对铅的担忧,美国环保署在1986年禁止使用高铅焊料。

读:腐蚀在燧石水危机中的作用

可以加入钙基化合物,苏打水和多磷酸钠以降低水的腐蚀性。选择取决于成品的化学分析。过滤后加入腐蚀抑制剂以避免污垢。

评估腐蚀控制措施的影响

与可以存在于源水中的化学污染物不同,金属污染通常由分配系统和住宅管道的腐蚀产生。因此,分配和内部管道系统中使用的材料类型通常与在消费者水龙头处发现的金属类型类似。管道材料的铅,铜和锌的浸出是这些金属中最重要的饮用水中最重要的来源之一。

一项研究评估每个来源的不同靶pH范围的不同腐蚀控制策略的有效性,如表1所示。为了评估这些腐蚀控制措施的有效性,测量饮用水中的几种类型的金属浓度,并与金属浓度进行比较在源头的水中。

水源

消毒剂使用

腐蚀控制计划

化学添加

目标pH值

一个

不适用

不适用

B

臭氧

苏打粉

7

C

苏打粉

7

D

苏打粉

8 - 8.5

表1:不同水源的当前腐蚀控制计划

处理后水源水pH值对饮用水中金属浓度的影响

将水龙头处的铅、铜和锌浓度与目前使用的不同腐蚀控制措施的效果进行了比较。饮用水中的所有金属含量均符合公共卫生指南。

带领

结果表明,将水的pH值从6提高到7或8并不影响对铅的腐蚀控制。这也得到了其他研究的支持,即低碱度的水需要pH值在8.4或以上,才能观察到自来水中的铅显著减少。

对于所有热水样本,铅浓度低于检测极限,表明热水箱或热水管道的铅的贡献最小。冷样品中的铅浓度低于检测极限,表明饮用水分配系统中铅的腐蚀并不显着。分配系统中还有很少的铅来源

统计上,没有显著差异中锌浓度的计算first-litre冲水从水源,B和c D水源样本,纯碱处理和目标pH值为8.5,较低锌浓度比其他三个样本地区,这种差异在统计学上是显著的。

四个产地的冷样中锌的浓度均低于检测限,说明锌在配送系统中的腐蚀不显著。还有一种可能是,在分配系统中锌的来源很少。热样品的锌浓度与水中的锌浓度相似,离开了处理设施。这表明要么水源水处理对进入饮用水的锌量没有影响,要么在分配系统中没有锌源。

与其他结果不同,铜浓度受水源水处理的影响。从分配区域A(既不添加化学品也不添加目标pH值)采集的水样具有最高的铜浓度,而从分配系统D(添加化学品且具有目标pH值)采集的水样具有最低的铜浓度。

这些观察到的差异对应于处理过的水中不同的pH和碱度水平,这两者都已被证明对铜的腐蚀速率有显著影响。这表明,以较高的pH值和碱度为目标将导致较低的铜腐蚀速率。

引线和铜进入饮用水的家用管道材料,如管道,铅焊和含黄铜或青铜的水龙头,几乎总是通过改变特定的水质参数来控制。对铅和铜腐蚀具有最大影响的水质参数是pH,碱度或溶解的无机碳酸酯(DIC)浓度,磷酸盐浓度(如果使用)。其他参数,如温度,缓冲强度,总溶解固体(TDS)浓度,溶解氧浓度和其他气体,以及氯残留也可能是重要的。存在许多其他因素,例如NOM I.E非有机物质浓度,以及可能导致腐蚀的氯化物至硫酸盐质量比。

对水龙头处取样的金属浓度的分析表明,不同处理水的不同pH值和碱度水平可能会影响水龙头处饮用水中某些金属的观察浓度。从所有四个经过处理的水源水采集的样本中,铅浓度没有出现任何趋势。然而,四个处理过的水源水样品中的铜和锌含量存在显著差异。在侵蚀性最强的水类型的样品中发现了最高的铜和锌浓度,而在侵蚀性最小的水类型的样品中发现了最低的铜和锌浓度。

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德拉安加布拉塔剖面图

Della是一名土木工程师,在咨询业拥有广泛而进步的经验,具有独特的技术技能,结合了民用和岩土工程。她的工作主要侧重于加拿大不列颠哥伦比亚省下大陆的地下基础设施项目。她的一些项目是大直径的水管,水和废水处理厂,卫生用品和土地开发。她是工程设计和项目管理的主要贡献者,也为团队取得的成功提供了坚实的基础。

黛拉在温哥华英属哥伦比亚大学获得土木工程学士学位,毕业时获得了优异的成绩。在她的空闲时间,她是一个烹饪的美食家,喜欢旅行和打网球。她总是渴望品尝和体验新的菜肴和食谱。

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