供水管道腐蝕與結(jié)垢研究
供水管網(wǎng)是城市重要的基礎(chǔ)設(shè)施,其穩(wěn)定運(yùn)行對于保障居民供水安全十分重要。供水管道的腐蝕與結(jié)垢對管網(wǎng)運(yùn)行危害很大。首先,腐蝕使得管道變薄,降低使用年限,容易發(fā)生管網(wǎng)漏損;其次,管垢發(fā)育降低了過水截面積,增大了泵站能耗;此外,管垢鈍化層的破壞導(dǎo)致內(nèi)容物的大量釋放,是導(dǎo)致北京市2008年“黃水”問題的主要原因。因此,深入研究管道腐蝕變化過程,揭示腐蝕與結(jié)垢產(chǎn)物組成及變化、探尋維持管道穩(wěn)定的控制因素,對于保障供水管網(wǎng)安全運(yùn)行十分重要。該論文基于課題組開發(fā)的供水管道管垢生長與破裂電化學(xué)模擬測試平臺,對不同次氯酸鈉濃度作用下的球墨鑄鐵材質(zhì)供水管道的早期腐蝕和結(jié)垢特性開展了連續(xù)研究。利用極化曲線和交流阻抗技術(shù)對管道的電化學(xué)腐蝕過程進(jìn)行了監(jiān)測,分析了腐蝕動態(tài)變化過程;并對管道表面的腐蝕結(jié)垢產(chǎn)物進(jìn)行形貌、成分分析,利用電容轉(zhuǎn)化參數(shù)對管道表面的腐蝕與結(jié)垢產(chǎn)物的附著情況進(jìn)行表征,提出了表征管垢狀態(tài)的定量化指標(biāo),實現(xiàn)了電化學(xué)指標(biāo)與管垢狀態(tài)指標(biāo)之間的關(guān)聯(lián)分析。該研究結(jié)果表明,與傳統(tǒng)的游離氯消毒不同,投加次氯酸鈉消毒劑可影響碳酸鈣在管壁的附著傾向和沉積量,進(jìn)而影響球墨鑄鐵的腐蝕過程和腐蝕產(chǎn)物的轉(zhuǎn)化過程,并在此基礎(chǔ)上提出了投加次氯酸鈉消毒劑對管網(wǎng)腐蝕和管垢發(fā)育的三階段概念模型。該研究對于供水、排水、再生水管道研究和工程實踐有很好的指導(dǎo)價值。投加次氯酸鈉影響管道腐蝕和結(jié)垢過程的概念模型?論文鏈接:https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S0043135420302797
清華大學(xué)
2021-04-10