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[摘 要]水泥砂浆内衬球墨铸铁管因其化学性质稳定，防腐性能良好在输水领域得到了广泛的应用。但在输送反渗透出水时，pH值、电导率、总硬度和总碱度会升高，存在着对管网材料的潜在损害；而在水泥砂浆内衬表面涂覆环氧密封层后输送反渗透水时，pH值、电导率、总硬度和总碱度变化均不明显。 因此经过试验证明说明水泥砂浆内衬球墨铸铁管不适合输配反渗透出水，水泥砂浆内衬+环氧密封层球墨铸铁管适合输配反渗透出水。
[关键词]球墨铸铁管 水泥砂浆内衬 水泥砂浆内衬+环氧密封层 反渗透出水
中图分类号：TU991.38 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2017）05-0108-01
前言
再生水主要是以城市污水处理厂二级出水作为原水，经过再生工艺处理得到的水。目前主要的再生工艺为常规的混凝沉淀过滤工艺和膜分离工艺[1-2]。其中通过反渗透膜生产的再生水离子含量少，其水质和自来水有很大的区别，更接近纯水，被称为高品质再生水[3]。因此再生水和自来水在输水管材中会有不同的水质稳定性。目前国内外对自来水在输配过程中的水质稳定性研究较多，而对反渗透出水在输水管材中的水质稳定性的研究却很少。水泥砂浆内衬球墨铸铁管因其化学性质稳定，延伸率、刚度、抗拉强度大，使用寿命长等优点在市政供水中被广泛使用[4-5]。然而水泥砂浆内衬管是否适合输配反渗透出水值得关注和研究。基于反滲透出水特点，本文搭建了长120米DN100的水泥砂浆内衬球墨铸铁管循环管段，模拟反渗透出水在实际管网中的运行，探讨水泥砂浆内衬球墨铸铁管，及水泥砂浆内衬+环氧密封层球墨铸铁管输配反渗透出水的可行性。
1 材料与方法
1.1 试验装置
动态管网模拟试验装置由DN100的新的水泥砂浆内衬球墨铸铁管、循环泵、缓冲水箱、进水泵组成，其中管段总长约为120m，缓冲水箱用于缓冲水头对循环泵的冲击作用，体积为30L，进水泵用于管段补水，设计流量为4m3/h，循环泵流量Q约为40m3/h。当装置运行时，循环泵使得水在管段中稳定循环流动，进水泵一直开启能保持管段中的恒定的水压为170kPa，并在取水样后自动对管网进行补水。
1.2 试验水样及水质特征
本试验水样采用北京博大水务公司再生水厂出厂水，该再生水厂使用“双膜法”（微滤+反渗透）工艺深度处理污水厂出水得到高品质再生水。
该再生水厂使用BW30-365FR型反渗透膜，该膜设备脱盐率在99.5%以上[6]。此工艺生产的再生水实测水质和当地自来水水质比较得出，此再生水pH值较低，而COD、BOD值高于自来水，其他指标（TDS、电导率、钙离子、总硬度、总碱度）都远低于自来水。这是由于微滤和反渗透工艺去除了水中绝大部分的阴阳离子和悬浮物；再生水的COD和BOD值高于自来水是由于再生水原水中的有机物经双模处理后仍有少量残留。从水质指标来看，再生水水质与自来水差异明显。
2.实验结果分析
经过5天的循环输配实验，对pH值、电导、温度、硬度及碱度进行了检测，主要对pH值、电导率、硬度和碱度进行分析（图1）。
从上面图中可以看出：水泥砂浆内衬球墨铸铁管在输水前期会使pH值上升较快，当pH值上升至10以后，上升趋势减缓，pH值接近11时基本保持稳定。水泥砂浆内衬对输送此种反渗透出水，即低pH值、低硬度、低碱度水质影响较大，随着循环时间的增加，水的总硬度、总碱度及电导率一直呈现上升的趋势，是因为电导率和TDS都和水中的离子含量有关，水中的离子含量与电导率成正比，说明反渗透出水水质侵蚀性很强，采用水泥砂浆内衬管输配水过程中不断有离子析出。
水泥砂浆内衬+环氧密封层管材输配反渗透出水时，pH值有轻微上升，上升趋势不明显。而且总硬度、总碱度及电导率上升趋势均不明显，经过5天的输配试验，水质变化不明显。因此可以说明密封层有效抑制了水泥砂浆内衬中离子的析出。
因此，对电导率、碱度、硬度要求较高的水不适合使用水泥砂浆内衬管进行输送，可以选择采用水泥砂浆内衬+环氧密封层球墨铸铁管输送，以保证水质的稳定。
3.结束语
经过反渗透处理生产的再生水各项水质指标都很低，水质相比自来水接近纯水，化学稳定性差。从实际管网运行水质数据来看，反渗透出水在水泥砂浆内衬管中运输时，水质会发生明显变化；反渗透出水在水泥砂浆内衬+环氧密封层管中运输时，水质变化不明显。说明水泥砂浆内衬球墨铸铁管不适合输配反渗透出水，水泥砂浆内衬+环氧密封层球墨铸铁管可用于输配反渗透出水。
参考文献
[1] 中国城乡建设统计年鉴[M]北京：中国计划出版社，2014.
[2] 冯运玲，戴前进，李艺，等.几种典型再生水处理工艺出水水质对比分析[J].给水排水，2011，37（2）：47-49.
[3] Crook J. Quality criteria for reclaimed water[J]. Water Science & Technology， 1991， 24（9）： 109-121.
[4] Bonds R W. Cement-mortar linings for ductile iron pipe[J]. Birmingham （AL）： Ductile Iron Pipe， 2005.
[5] 童祯恭，刘遂庆，陶涛.供水管网中管材对水质影响的探讨[J].城市公用事业，2006，20（1）：22-24.
[6] 石晔，石宝友，蒋玉明，等.高品质再生水专用管网材质的选择[J].中国给水排水，2012，19：59-62.
[关键词]球墨铸铁管 水泥砂浆内衬 水泥砂浆内衬+环氧密封层 反渗透出水
中图分类号：TU991.38 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2017）05-0108-01
前言
再生水主要是以城市污水处理厂二级出水作为原水，经过再生工艺处理得到的水。目前主要的再生工艺为常规的混凝沉淀过滤工艺和膜分离工艺[1-2]。其中通过反渗透膜生产的再生水离子含量少，其水质和自来水有很大的区别，更接近纯水，被称为高品质再生水[3]。因此再生水和自来水在输水管材中会有不同的水质稳定性。目前国内外对自来水在输配过程中的水质稳定性研究较多，而对反渗透出水在输水管材中的水质稳定性的研究却很少。水泥砂浆内衬球墨铸铁管因其化学性质稳定，延伸率、刚度、抗拉强度大，使用寿命长等优点在市政供水中被广泛使用[4-5]。然而水泥砂浆内衬管是否适合输配反渗透出水值得关注和研究。基于反滲透出水特点，本文搭建了长120米DN100的水泥砂浆内衬球墨铸铁管循环管段，模拟反渗透出水在实际管网中的运行，探讨水泥砂浆内衬球墨铸铁管，及水泥砂浆内衬+环氧密封层球墨铸铁管输配反渗透出水的可行性。
1 材料与方法
1.1 试验装置
动态管网模拟试验装置由DN100的新的水泥砂浆内衬球墨铸铁管、循环泵、缓冲水箱、进水泵组成，其中管段总长约为120m，缓冲水箱用于缓冲水头对循环泵的冲击作用，体积为30L，进水泵用于管段补水，设计流量为4m3/h，循环泵流量Q约为40m3/h。当装置运行时，循环泵使得水在管段中稳定循环流动，进水泵一直开启能保持管段中的恒定的水压为170kPa，并在取水样后自动对管网进行补水。
1.2 试验水样及水质特征
本试验水样采用北京博大水务公司再生水厂出厂水，该再生水厂使用“双膜法”（微滤+反渗透）工艺深度处理污水厂出水得到高品质再生水。
该再生水厂使用BW30-365FR型反渗透膜，该膜设备脱盐率在99.5%以上[6]。此工艺生产的再生水实测水质和当地自来水水质比较得出，此再生水pH值较低，而COD、BOD值高于自来水，其他指标（TDS、电导率、钙离子、总硬度、总碱度）都远低于自来水。这是由于微滤和反渗透工艺去除了水中绝大部分的阴阳离子和悬浮物；再生水的COD和BOD值高于自来水是由于再生水原水中的有机物经双模处理后仍有少量残留。从水质指标来看，再生水水质与自来水差异明显。
2.实验结果分析
经过5天的循环输配实验，对pH值、电导、温度、硬度及碱度进行了检测，主要对pH值、电导率、硬度和碱度进行分析（图1）。
从上面图中可以看出：水泥砂浆内衬球墨铸铁管在输水前期会使pH值上升较快，当pH值上升至10以后，上升趋势减缓，pH值接近11时基本保持稳定。水泥砂浆内衬对输送此种反渗透出水，即低pH值、低硬度、低碱度水质影响较大，随着循环时间的增加，水的总硬度、总碱度及电导率一直呈现上升的趋势，是因为电导率和TDS都和水中的离子含量有关，水中的离子含量与电导率成正比，说明反渗透出水水质侵蚀性很强，采用水泥砂浆内衬管输配水过程中不断有离子析出。
水泥砂浆内衬+环氧密封层管材输配反渗透出水时，pH值有轻微上升，上升趋势不明显。而且总硬度、总碱度及电导率上升趋势均不明显，经过5天的输配试验，水质变化不明显。因此可以说明密封层有效抑制了水泥砂浆内衬中离子的析出。
因此，对电导率、碱度、硬度要求较高的水不适合使用水泥砂浆内衬管进行输送，可以选择采用水泥砂浆内衬+环氧密封层球墨铸铁管输送，以保证水质的稳定。
3.结束语
经过反渗透处理生产的再生水各项水质指标都很低，水质相比自来水接近纯水，化学稳定性差。从实际管网运行水质数据来看，反渗透出水在水泥砂浆内衬管中运输时，水质会发生明显变化；反渗透出水在水泥砂浆内衬+环氧密封层管中运输时，水质变化不明显。说明水泥砂浆内衬球墨铸铁管不适合输配反渗透出水，水泥砂浆内衬+环氧密封层球墨铸铁管可用于输配反渗透出水。
参考文献
[1] 中国城乡建设统计年鉴[M]北京：中国计划出版社，2014.
[2] 冯运玲，戴前进，李艺，等.几种典型再生水处理工艺出水水质对比分析[J].给水排水，2011，37（2）：47-49.
[3] Crook J. Quality criteria for reclaimed water[J]. Water Science & Technology， 1991， 24（9）： 109-121.
[4] Bonds R W. Cement-mortar linings for ductile iron pipe[J]. Birmingham （AL）： Ductile Iron Pipe， 2005.
[5] 童祯恭，刘遂庆，陶涛.供水管网中管材对水质影响的探讨[J].城市公用事业，2006，20（1）：22-24.
[6] 石晔，石宝友，蒋玉明，等.高品质再生水专用管网材质的选择[J].中国给水排水，2012，19：59-62.