趙程偉

（四川大學 建筑與環(huán)境學院，四川 成都 610000）

作者簡介：趙程偉,研究方向：土木工程。

1 管網(wǎng)水質化學穩(wěn)定性的評價

給水化學穩(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，其計算方法為：LSI=pH-pHs,其中pHs 稱作飽和pH 值，指在CaCO3飽和平衡時的pH 值。其判定方法為：當LSI＜0 時，CaCO3未

飽和，有腐蝕趨勢；LSI＞0 時，CaCO3過飽和，有結垢趨勢；LSI=0 時，既無結垢也無腐蝕趨勢。

該指數(shù)認為在某一水溫下水體達到碳酸鈣飽和狀態(tài)時，pHs 是一個定值。這樣就可以根據(jù)pHs 判斷水中CaCO3的溶解平衡，還能通過LSI 值來調整實際pH 值來控制水質穩(wěn)定。但該理論沒有考慮到水中懸浮雜質和腐蝕產(chǎn)物對結晶的誘導作用，也沒有考慮到天然阻垢劑對結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 的基礎上，根據(jù)大量實際工程資料與實驗數(shù)據(jù)提出的半經(jīng)驗公式。其定義為：RSI=2pHs-pH,其判定方法為：RSI 值為4.0 ～ 5.0，水質嚴重結垢；5.0～6.0 時，輕度結垢；6.0～7.0 時，基本穩(wěn)定；7.0～7.5時，輕度腐蝕；7.5～9.0 時，嚴重腐蝕；9.0 以上，極嚴重腐蝕。該指數(shù)的判定結果與實際較吻合，但存在與LSI 同樣的局限性。

1.1.3 CCPP碳酸鈣沉淀勢

CCPP由Rossum 提出，能定量的算出待測水中應該沉淀或溶解多少CaCO3才能使水體達到化學穩(wěn)定。CCPP 主要考慮的是碳酸鈣溶解和沉淀這兩個過程，其他對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)量兩種計算方式，使用鈣離子的計算方式為：

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，水體嚴重腐蝕；-10～-5 時，中度腐蝕；-5～0 時，輕微腐蝕；0～4時，基本不結垢或者輕微結垢；4～10 時，輕微結垢；10～15 時，較嚴重結垢；＞15 時，嚴重結垢。

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，其表達式為LR=[Cl-]+2[SO42-]/[HCO3

-]。Larson認為 LR應小于 0.2 以降低水的腐蝕性。

2 結語

在建立適合某地區(qū)的水質穩(wěn)定性評價體系時，要根據(jù)水質和管材使用選擇合適的評價指標；LSI、RSI可對原水的性質起到定性的預示作用，LR 計算簡便，評價結果與實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)判定出的水質穩(wěn)定性并不代表著腐蝕或者結垢現(xiàn)象不會發(fā)生，即鐵質管材在結垢性較強的水中仍會腐蝕。

[1]方偉.城市供水系統(tǒng)化學穩(wěn)定性及其控制方法研究[D].湖南:湖南大學,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.碳酸鈣沉淀勢理論計算模型及其應用[J].給水排水,2012,38(5)157-160.