供水管道中含鋁管垢的形成機理及其結構組成

我國的飲水安全問題較為突出，其中絕大多數供水管道都存在嚴重的腐蝕和沉積現象[1]。國外對管網中含鋁沉積物的相關報道已有幾十年的歷史[2,3]，而國內相對較少關注；含鋁管垢對管道腐蝕及污染物的釋放具有保護作用，同時還是各種微量金屬元素吸附蓄積的重要基質，對保障供水安全有著積極影響[4]。當水質條件發生變化或沉積物結構被破壞時，可能引起金屬元素的突發性釋放，進而影響管網中水質的穩定。實際上微量金屬元素在供水管道管垢上的蓄積和突發性釋放已經對居民的飲水健康造成了嚴重影響[5]。同時，管垢的形成還將增加水流阻力，造成服務水頭下降，影響管網的輸配水能力[4]。為減少氯化消毒過程中副產物的生成量，許多水廠傾向于通過改變混凝劑類型、調節溶液pH 或選用優質水源來控制消毒副產物前驅物的含量，這些處理工藝的改變將使管網內壁現有的含鋁管垢產生脫穩的可能性，釋放出一些吸附蓄積的污染物。本文主要從給水管網中鋁的來源、各種含鋁管垢的結構特征和形成條件以及水力水質條件發生變化對這一過程的影響等進行了綜述，以期為飲用水處理和輸配水過程中水化學條件的優化調節提供參考。