關(guān)于水泥砂漿、環(huán)氧樹脂和聚氨酯輸水管道防腐襯里對(duì)于水
編者按
前期轉(zhuǎn)載了澳大利亞泰科水工業(yè)的文章《水泥砂漿內(nèi)襯在當(dāng)今球墨鑄鐵管和鋼管等輸水管道中廣泛應(yīng)用》，引來(lái)了幾多質(zhì)疑聲，聚氨酯、環(huán)氧內(nèi)防腐不是最好嗎？為什么還推薦水泥砂漿襯里？是不是前后矛盾啊？輸水管道領(lǐng)域在選擇管材時(shí)主要考慮的是對(duì)水質(zhì)的影響和經(jīng)濟(jì)性。因此，選用何種內(nèi)襯防腐應(yīng)考慮輸送的水質(zhì)情況，最合適的內(nèi)襯材料就是最佳的方案。
當(dāng)今世界上輸水鋼管和球墨鑄鐵管的內(nèi)襯防腐主要有三種，水泥砂漿，環(huán)氧樹脂和聚氨酯。下面的文章是參考收集了一些鋼管襯里的相關(guān)文獻(xiàn)，就輸水鋼管水泥砂漿，環(huán)氧和聚氨酯襯里對(duì)水質(zhì)的影響做一些相關(guān)敘述，目的是進(jìn)一步推動(dòng)這一領(lǐng)域相關(guān)技術(shù)規(guī)范的向前發(fā)展，水泥砂漿，環(huán)氧和聚氨酯是飲用水管道用于非結(jié)構(gòu)性保護(hù)的主要防腐材料，希望有關(guān)機(jī)構(gòu)就這些材料進(jìn)行權(quán)威性的試驗(yàn)和評(píng)定，確定其對(duì)水質(zhì)的潛在影響。
全文按三種防腐內(nèi)襯類型分三部分發(fā)出，希望業(yè)內(nèi)同仁提出您的意見(jiàn)和建議，共同推動(dòng)中國(guó)輸水管道的發(fā)展。
前言
本文收集了一些鋼管襯里的相關(guān)文獻(xiàn)，就輸水鋼管水泥砂漿，環(huán)氧和聚氨酯襯里對(duì)水質(zhì)的影響做一些相關(guān)敘述，目的是進(jìn)一步推動(dòng)這一領(lǐng)域相關(guān)技術(shù)規(guī)范的向前發(fā)展，水泥砂漿，環(huán)氧和聚氨酯是飲用水管道用于非結(jié)構(gòu)性保護(hù)的主要防腐材料，希望有關(guān)機(jī)構(gòu)就這些材料進(jìn)行權(quán)威性的試驗(yàn)和評(píng)定，確定其對(duì)水質(zhì)的潛在影響。
不同的襯里防腐工藝對(duì)水質(zhì)的潛在影響也不盡相同，這取決于襯里材料，初始水質(zhì)，防腐工序執(zhí)行情況和質(zhì)量控制。
美國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)和國(guó)家衛(wèi)生基金會(huì)（ANSI/NSF）標(biāo)準(zhǔn)61（NSF 61），美國(guó)水協(xié)（AWWA）和英國(guó)飲用水檢查監(jiān)管條例31對(duì)飲用水的管道襯里由相關(guān)規(guī)定，須取得相關(guān)資質(zhì)證書。這些規(guī)定的試驗(yàn)主要包括感官影響，微生物生長(zhǎng)，存在可能影響公共衛(wèi)生的物質(zhì)，細(xì)菌數(shù)和重金屬，這些與水接觸的材料須經(jīng)過(guò)檢查試驗(yàn)，確保水質(zhì)和對(duì)人體有負(fù)面影響程度可接受，ANSI/NSF 61要求間接添加劑，產(chǎn)品和材料須做試驗(yàn)，測(cè)定其對(duì)水質(zhì)的影響和適應(yīng)性。
北美DN100以上直徑的鑄鐵管通常選擇采用水泥砂漿襯里，實(shí)踐和研究表明輸送軟水對(duì)水泥砂漿襯里有侵蝕作用，相應(yīng)地影響到水質(zhì)。英國(guó)從1930年代開始使用水泥砂漿襯里，1990年代也發(fā)現(xiàn)軟水和侵蝕性水質(zhì)會(huì)影響管道的長(zhǎng)期壽命。
水泥含有許多成分，主要是硅酸鹽（Ca3SiO5，Ca2SiO4）和鋁酸鹽（Ca3Al2O6）。當(dāng)這些成分與水和水合物接觸后形成氫氧化鈣（Ca(OH)2），然后分解成Ca2+ 和OH-，這將導(dǎo)致pH值升高和鈣沉積。
水泥襯里鑄鐵管于1922年首次安裝在南卡羅萊納州查爾斯頓，幾十年來(lái)其生產(chǎn)技術(shù)和產(chǎn)品質(zhì)量都得到了很大的提高，技術(shù)上更加了解了水與水泥之間的相互作用。1929年美國(guó)標(biāo)準(zhǔn)協(xié)會(huì)建立了水泥砂漿襯里的試行標(biāo)準(zhǔn)，后來(lái)AWWA在1932年采用和出版了這個(gè)標(biāo)準(zhǔn)《鑄鐵管和管件水泥砂漿襯里技術(shù)要求》。
1940年代到1950年初，開展了許多有關(guān)水泥，生產(chǎn)工藝和水泥養(yǎng)生的研究，管道離心襯里和瀝青密封材料的使用也是在這一時(shí)期發(fā)展起來(lái)的，1964年版本減小了最小許用厚度，1980年版本增加了密封膠材料毒性測(cè)試。
1.1 對(duì)水質(zhì)的影響
軟水中碳酸鹽和碳酸氫鹽濃度較低，由于出現(xiàn)溶解的CO2使得軟水呈酸性，它對(duì)水泥中的氫氧化鈣（Ca(OH)2）有侵蝕作用，會(huì)將這種成分浸出。由于硅酸鈣水解成軟硅膠，軟水還會(huì)降低管道表面的機(jī)械強(qiáng)度。
低離子含量的水會(huì)使氫氧化鈣浸出，對(duì)水泥砂漿中的氫氧化鈣也有侵蝕作用。碳酸鈣還會(huì)與這種水化合形成硅膠使表層軟化，強(qiáng)度降低。pH值的提高取決于水的堿性以及與水泥接觸的緩沖能力。
侵蝕性水會(huì)在水泥砂漿和管壁之間浸出金屬，從而影響到水質(zhì)，鋁是已知被浸出量較多的金屬，對(duì)透析患者有健康危害。兩個(gè)月后鋁的含量從5μg/L上升到690μg/L，鉻，鋇和鎘也被檢出。浸出金屬通常發(fā)生在較低流速的情況下，新建管道會(huì)連續(xù)浸出4年。
水泥砂漿襯里金屬管道的可浸出性同樣與生產(chǎn)干水泥混合物的水泥窯中的有害物有潛在關(guān)系，實(shí)驗(yàn)研究表明在水中浸泡14天被試驗(yàn)的管段顯著浸出鉻，鋇和鎘。
水泥砂漿內(nèi)襯與輸送的水產(chǎn)生化學(xué)反應(yīng)會(huì)影響到水質(zhì)。水泥砂漿損壞，水的堿性，氯離子消耗和內(nèi)襯上的細(xì)菌生長(zhǎng)都會(huì)顯著影響到水質(zhì)。通常認(rèn)為水泥砂漿腐蝕與酸雨有一定的關(guān)系，環(huán)境保護(hù)局EPA（Environmental Protection Agency）有報(bào)告認(rèn)為受酸雨影響的湖泊其堿性會(huì)下降，弱緩沖的，低pH值和低堿度的水通過(guò)浸出鈣來(lái)恢復(fù)平衡，會(huì)使水泥砂漿受到侵蝕，重點(diǎn)是此處的水泥砂漿會(huì)對(duì)水質(zhì)造成影響。
工程技術(shù)人員試圖找出一種方法來(lái)預(yù)測(cè)混凝土襯里輸水管道的侵蝕，水泥與水的相互作用發(fā)生在水泥的空隙中，有兩種化學(xué)反應(yīng)，主要作用是通過(guò)碳酸鈣浸透和碳酸類水使得水泥退化，其次是石灰浸出產(chǎn)生的作用，鋁酸鈣或硅酸鈣濾出浸入水中會(huì)升高pH值，影響水的質(zhì)量。緩沖能力與水的堿度有關(guān)，希望提高堿度來(lái)減少侵蝕，通過(guò)增加自由CO2或碳酸氫鹽來(lái)降低侵蝕率。
在德國(guó)開展了一項(xiàng)研究調(diào)查，試驗(yàn)六種不同的水確定哪一種水的參數(shù)對(duì)水泥砂漿和水質(zhì)影響最大。
對(duì)各種水泥砂漿的影響也進(jìn)行了試驗(yàn)，砂和水泥配比對(duì)侵蝕沒(méi)有影響，襯里工藝對(duì)應(yīng)的侵蝕率也沒(méi)用明顯變化。侵蝕量與水中CO2溶解量有直接關(guān)系，極限濃度與砂漿磨損相當(dāng)?shù)?/span>7mg/L，水質(zhì)參數(shù)如CO2，鈣離子濃度，物理參數(shù)如表面體積反應(yīng)率，對(duì)侵蝕和水質(zhì)都有顯著的影響。
一項(xiàng)AwwaRF（美國(guó)水協(xié)研究基金會(huì)）試圖定義導(dǎo)致水泥砂漿襯里侵蝕的參數(shù)，研究水質(zhì)和水泥砂漿配比對(duì)侵蝕率的影響，10根襯里管節(jié)同時(shí)垂直放置試驗(yàn)架中，觀測(cè)其侵蝕和對(duì)水質(zhì)的影響，結(jié)果顯示對(duì)水質(zhì)最大的影響是pH值，堿度和鈣離子濃度。在低流速的水中時(shí)間越長(zhǎng)會(huì)浸出更多的pH，堿和鈣。高流速水流接觸似乎會(huì)加速這些影響，低pH，堿和鈣含量的水對(duì)水泥內(nèi)襯的侵蝕最大。侵蝕率也與水泥砂漿成分，襯里方法以及保護(hù)涂層有關(guān)，建議定期沖洗管道低速段，以避免對(duì)水質(zhì)的不利影響。
一項(xiàng)針對(duì)石棉水泥管和水泥襯里鑄鐵管，以及聚氯乙烯（PVC）管和聚乙烯（PE）管的試驗(yàn)，研究這些管材對(duì)細(xì)菌生長(zhǎng)的影響，將它們與不同的原水接觸，之后檢測(cè)細(xì)菌生物量。結(jié)果顯示鋼和鐵管細(xì)菌生長(zhǎng)最多，PE和PVC管最少，石棉水泥管和水泥襯里鑄鐵管位于之間。這說(shuō)明管材能夠影響細(xì)菌生長(zhǎng)，相應(yīng)地影響到水質(zhì)，這是一個(gè)管材間接性影響水質(zhì)的例子。生物膜生長(zhǎng)基于消毒劑，溫度和生物可降解有機(jī)碳（BDOC），這暗示表面粗糙度和管襯浸出有機(jī)物會(huì)影響水質(zhì)，需要進(jìn)一步試驗(yàn)研究。水泥砂漿襯里管道在另一項(xiàng)供水管道細(xì)菌再生長(zhǎng)的試驗(yàn)結(jié)果中也介于塑料管和金屬管之間，這項(xiàng)研究將測(cè)試材料與試樣襯敷后置入水中，同時(shí)在實(shí)驗(yàn)室和現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行。
在南非也有一項(xiàng)類似的試驗(yàn)，研究各種管材對(duì)生物膜形成的影響。地表水與各種塑料管和水泥或石棉水泥管接觸，然后通過(guò)測(cè)試附著的大腸桿菌和異養(yǎng)菌平板計(jì)數(shù)研究管內(nèi)表面的細(xì)菌定植和生長(zhǎng)，水泥與石棉水泥管無(wú)太大差別。
供水管道中的消毒劑濃度會(huì)帶來(lái)水質(zhì)問(wèn)題，加入過(guò)多會(huì)使水氯氣味過(guò)重，加入不足會(huì)使細(xì)菌生長(zhǎng)，導(dǎo)致有機(jī)物變臭。氯在混凝土管中的消耗歸結(jié)于無(wú)機(jī)化合物在水泥中的氧化，隨著氯消耗其堿性提高。其它管材和水泥砂漿襯里管試驗(yàn)研究對(duì)氯衰減的影響，將塑料管與水泥襯里鑄鐵管比較，分析了氯侵蝕率及其機(jī)理，結(jié)果顯示水泥砂漿襯里鑄鐵管比PVC和PE管的反應(yīng)性高一點(diǎn)，這個(gè)衰減取決于管材的反應(yīng)性。
1.4 供水設(shè)施調(diào)查
1991年AwwaRF（美國(guó)水協(xié)研究基金）進(jìn)行了一項(xiàng)美國(guó)低堿度侵蝕水的供水設(shè)施調(diào)查，這些水廠都位于低堿度水地區(qū)，水源通常來(lái)自雨水或雪水，而不是地下水。調(diào)查的九家水廠報(bào)告有水泥砂漿襯里的問(wèn)題，其中七家報(bào)告水質(zhì)受高pH值影響，問(wèn)題主要發(fā)生在新建襯里管道的低流速段。
四家水廠報(bào)告水質(zhì)明顯受水泥砂漿襯里的影響，pH值顯著升高，但未發(fā)現(xiàn)管道結(jié)構(gòu)退化，侵蝕最嚴(yán)重的一家水廠發(fā)現(xiàn)朗格利爾指數(shù)為-2.2。為了解決這些水質(zhì)問(wèn)題，所有水廠采取措施沖洗管道。
其中兩家水廠用13周對(duì)新建水泥砂漿襯里管道進(jìn)行了現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試，管道定期沖洗。一家連續(xù)輸水制水廠沒(méi)用發(fā)現(xiàn)有關(guān)pH，堿度和鈣方面對(duì)水的影響。但是每周清洗管道的水廠出現(xiàn)了一次pH值12.5，堿度760 mg/L CaCO3和鈣135 mg/L CaCO3，連續(xù)流系統(tǒng)切換成每天沖洗和每周沖洗管道對(duì)水質(zhì)影響逐漸增大，堿度和鈣值在7～9周后穩(wěn)定下來(lái)，而pH值即使過(guò)了90天也沒(méi)有穩(wěn)定下來(lái)。
在美國(guó)東部和西部的現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試表明，從侵蝕的水泥砂漿中浸出的石灰會(huì)升高pH值，堿度和鈣濃度，進(jìn)而損害水質(zhì)。上述兩處的水廠測(cè)試了流速，襯里材料成分，襯里工藝，密封涂層和水質(zhì)的影響，他們都顯示停留在新襯里管道中的水一周后pH值升高到12。
美國(guó)中部和東部的供水主管采用了現(xiàn)場(chǎng)水泥砂漿襯里修復(fù)，之前收到投訴說(shuō)水龍頭流銹水，清理和水泥砂漿襯里后消除了用戶的抱怨。
在荷屬安的列斯群島偶然出現(xiàn)過(guò)新安裝的水泥襯里鑄鐵管有金屬析出。供水主管安裝后附近透析中心的病患出現(xiàn)了嚴(yán)重的鋁中毒，大家知道金屬，包括鋇，鎘和鉻會(huì)從水泥砂漿中浸出，這一案例中的高濃度鋁析出歸咎于新管道，侵蝕的水，高pH值，水溫和長(zhǎng)時(shí)間滯留，以及水泥砂漿中含鋁過(guò)高。
2. 環(huán)氧樹脂襯里涂層
在英國(guó)，環(huán)氧樹脂作為管道修復(fù)材料在許多領(lǐng)域替代了水泥砂漿。環(huán)氧樹脂的兩種成分反應(yīng)形成一種硬的惰性材料，第一種成分由環(huán)氧樹脂組成，是一種末端為環(huán)氧基團(tuán)的低分子量聚合物。第二種成分包含二元胺，一種固化劑或硬化劑。使用不同類型和比例來(lái)控制樹脂和硬化劑之間的交聯(lián)密度，其材料結(jié)構(gòu)也會(huì)不同。不同結(jié)構(gòu)具有不同的材料特性，如強(qiáng)度和硬度。選擇環(huán)氧樹脂材料須小心謹(jǐn)慎以保證正確的樹脂與硬化劑成分配比，在襯里過(guò)程中加以認(rèn)真指導(dǎo)。正確的環(huán)氧與硬化劑配比取決于使用的環(huán)氧，環(huán)氧樹脂生產(chǎn)廠會(huì)提出最佳配比要求以達(dá)到襯里與管道內(nèi)壁高的附著力，低的吸水性，最小的浸出削減，以及足夠的硬度。為了保證水質(zhì)不受影響，固化時(shí)間也是相當(dāng)重要的因素。
飲用水主管所有用于襯里的環(huán)氧樹脂必須是無(wú)溶劑和無(wú)苯甲醇，防流掛，固化快，對(duì)環(huán)境濕度要求不高的材料。由于新開發(fā)的材料在3°C溫度需在16h內(nèi)固化且不能影響水質(zhì)，因此它們的基本配方都差不多。配方的基本信息是公開的，而個(gè)別細(xì)節(jié)是有產(chǎn)權(quán)的。環(huán)氧樹脂配方的基本原則是完備的紀(jì)錄，環(huán)氧材料類型通常分為類型1和類型2。
類型1材料是典型的早期配方，一般是低粘度材料，通過(guò)常用的非臍帶軟管襯里設(shè)備用泵輸送，含有基于三甲基六亞甲基二胺的固化劑。
類型2樹脂是近期開發(fā)的的高粘度材料，用加熱的臍帶軟管和托架進(jìn)行襯里，固化劑與上述1型的相似，但是硬度更高，胺類固化劑也更復(fù)雜。
環(huán)氧樹脂襯里為管道提供一種防腐層，并且提高了水的流速，對(duì)水質(zhì)沒(méi)有影響。環(huán)氧樹脂內(nèi)襯的使用相比管道結(jié)構(gòu)修復(fù)和更換更加經(jīng)濟(jì)和有效，為了成功使用環(huán)氧內(nèi)襯，需要修理的管段應(yīng)按照要求做清理，并按照規(guī)程規(guī)范選擇環(huán)氧材料。此外，在襯涂之前，期間和之后需按照質(zhì)量要求進(jìn)行檢測(cè)。環(huán)氧樹脂內(nèi)襯工藝成功地在英國(guó)得到廣泛應(yīng)用。
2.1 環(huán)氧樹脂襯里的演變過(guò)程
環(huán)氧樹脂內(nèi)襯技術(shù)于1979年首次在英國(guó)使用，隨后在飲用水管道領(lǐng)域廣泛被采用，并開展了許多研究以改進(jìn)襯里應(yīng)用的材料和發(fā)展管道修復(fù)用環(huán)氧樹脂襯里施工技術(shù)，在英國(guó)這些操作指導(dǎo)作為標(biāo)準(zhǔn)寫入施工合同中，以便按這個(gè)要求進(jìn)行環(huán)氧襯里的施工。近年來(lái)，環(huán)氧樹脂的使用在英國(guó)有些停頓，大部分水利設(shè)施選擇采用聚氨酯來(lái)代替環(huán)氧樹脂。雖然聚氨酯使用歷史不長(zhǎng)，但這方面的標(biāo)準(zhǔn)和應(yīng)用指導(dǎo)已經(jīng)出版，聚氨酯涂層在英國(guó)已被廣泛接受和采用。
與水泥砂漿相比環(huán)氧樹脂的優(yōu)點(diǎn)有很多，最直接的好處就是表面光滑。由于提高了海曾·威廉公式中的粗糙度系數(shù)C值，改善了流動(dòng)性，因而提高了系統(tǒng)輸水能力。光滑表面可以減少腐蝕瘤和生物膜的生長(zhǎng)，有利于清管和維護(hù)。環(huán)氧相對(duì)水泥砂漿的其它優(yōu)點(diǎn)是可持久輸送軟水，對(duì)pH值影響小。
根據(jù)不同環(huán)氧樹脂襯里管道試樣在實(shí)驗(yàn)室大量的加速試驗(yàn)結(jié)果以及在役管道的評(píng)估，安裝檢驗(yàn)涉及許多供水系統(tǒng)，涵蓋了不同管徑和水質(zhì)。經(jīng)過(guò)四年的研究，沒(méi)有證據(jù)表明發(fā)生退化，試樣顯示沒(méi)有出現(xiàn)短期襯里涂層失效，同期進(jìn)行的水質(zhì)評(píng)估顯示環(huán)氧樹脂襯里滿足各項(xiàng)試驗(yàn)規(guī)范。
由于環(huán)氧樹脂在輸水主管襯里修復(fù)的成功應(yīng)用，對(duì)水質(zhì)影響最小，因此它得到了廣泛使用，尤其在英國(guó)。
2.2 質(zhì)量保證和質(zhì)量控制（QA/QC）
在英國(guó)，相關(guān)的生產(chǎn)指導(dǎo)與規(guī)范中都有QA/QC過(guò)程控制要求，美國(guó)相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，推薦和生產(chǎn)指導(dǎo)也要求QA/QC過(guò)程控制，正確實(shí)施飲用水供水主管道內(nèi)表面的襯里要求如下：
· 日常秤重檢查
· 使用計(jì)量裝置進(jìn)行混合比控制
· 襯里前的起轉(zhuǎn)時(shí)間
· 使用內(nèi)襯托架，靜態(tài)混合管和襯里噴頭
· 最少固化時(shí)間控制
· 襯里噴涂前后閉環(huán)視頻監(jiān)控
· 寒冷天氣下的涂層限制
除了AWWA相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)外，用于襯里涂層的環(huán)氧樹脂材料須經(jīng)NSF 61認(rèn)證，飲用水接觸的添加劑，產(chǎn)品和材料上需有NSF 61標(biāo)識(shí)，按照標(biāo)準(zhǔn)評(píng)估相關(guān)材料和產(chǎn)品析出的污染物，并證實(shí)這些污染物沒(méi)有超過(guò)規(guī)定的要求，其標(biāo)準(zhǔn)還包括材料對(duì)于微生物生長(zhǎng)的可能性評(píng)估。
2.3 實(shí)際工程案例
1982年至1988年，英國(guó)約克郡水務(wù)大約有247km飲用水管道用環(huán)氧樹脂襯里，根據(jù)相關(guān)報(bào)道，飲用水管用環(huán)氧樹脂的質(zhì)量在這期間變動(dòng)很大，這很大程度上歸結(jié)于使用初期主要用于試驗(yàn)管段，操作指導(dǎo)還沒(méi)有公開推出，QC方法沒(méi)有近期執(zhí)行的那樣嚴(yán)格。環(huán)氧涂層質(zhì)量是根據(jù)這段時(shí)間的環(huán)氧樹脂襯里管道的調(diào)查，各地樣管采集和分析來(lái)確定的，根據(jù)每個(gè)樣品其樹脂與固化劑的配比發(fā)現(xiàn)許多配比是不正確的，大約一半的襯里需要重新修補(bǔ)。許多環(huán)氧襯里發(fā)現(xiàn)沒(méi)有完全固化，對(duì)水質(zhì)有潛在影響。不正確的混合配比也可能是由于多方面原因?qū)е碌摹?/span>
到了1990年代中期環(huán)氧樹脂襯里在北美開始使用，第一個(gè)現(xiàn)場(chǎng)環(huán)氧樹脂襯里是在美國(guó)賓州，由AwwaRF進(jìn)行的示范段環(huán)氧襯里，試驗(yàn)段為直徑168mm，服役80年的，無(wú)內(nèi)襯鑄鐵盡頭管。
一份30天的水質(zhì)監(jiān)測(cè)報(bào)告顯示環(huán)氧析出在水質(zhì)要求范圍內(nèi)。通過(guò)環(huán)氧涂層獲得更高的水里特性已被證實(shí)，流速試驗(yàn)結(jié)果顯示海曾·威廉公式中的粗糙度系數(shù)C值從22提高到114。
北美第一個(gè)NSF 61認(rèn)證的環(huán)氧樹脂襯里管道安裝在加拿大渥太華，由于之前的經(jīng)驗(yàn)積累，這項(xiàng)新技術(shù)為輸水管道提供了一個(gè)更加經(jīng)濟(jì)高效的解決方案。隨后美國(guó)許多州和加拿大的幾個(gè)省在1998年開始大范圍使用環(huán)氧襯里。
2.4 對(duì)水質(zhì)的影響
為了確定對(duì)水質(zhì)的影響，實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行環(huán)氧樹脂襯里的試驗(yàn)是一個(gè)基本方法，然后再進(jìn)行安裝測(cè)試。環(huán)氧涂層襯里對(duì)水質(zhì)的影響機(jī)理主要有兩個(gè)，第一個(gè)是直接從涂層析出有機(jī)化合物，第二個(gè)是利用這些化合物作為基底來(lái)繁殖微生物，這些都會(huì)影響到水質(zhì)。另外，使用的消毒劑（如氯和氯胺）之間也會(huì)產(chǎn)生作用，管道內(nèi)表面，微生物生長(zhǎng)和其它化學(xué)成分也需要測(cè)定。本文列舉了一些這方面的試驗(yàn)研究，通過(guò)一些試驗(yàn)方法來(lái)確定環(huán)氧樹脂是如何影響水質(zhì)和水體感官的。
英國(guó)在開始使用環(huán)氧襯里期間有關(guān)機(jī)構(gòu)也進(jìn)行了環(huán)氧襯里對(duì)水質(zhì)影響的檢測(cè)，按照之前的規(guī)范研究測(cè)試環(huán)氧的影響，確定所有各項(xiàng)均滿足要求：
· 有助于微生物生長(zhǎng)的因素
· 引起感官和水體變質(zhì)的可能性
· 釋放有毒金屬進(jìn)入水中的可能性
· 釋放細(xì)胞毒素化合物進(jìn)入水中的可能性
他們的試驗(yàn)重點(diǎn)放在環(huán)氧涂層材料對(duì)健康的影響評(píng)估上，詳細(xì)檢測(cè)材料參數(shù)，成分，性能，使用和可能的毒性。測(cè)評(píng)表明環(huán)氧涂層沒(méi)有嚴(yán)重或次嚴(yán)重毒性危害，但并沒(méi)有進(jìn)行長(zhǎng)期影響的試驗(yàn)。
雖然環(huán)氧襯里滿足相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)要求，但一項(xiàng)更全面的試驗(yàn)報(bào)告顯示環(huán)氧內(nèi)襯修復(fù)后的管道微生物生長(zhǎng)增加了。供水系統(tǒng)環(huán)氧襯里后觀察到的非致病性微生物總體增加了幾個(gè)量級(jí)，之前情況是呈平穩(wěn)狀態(tài)。進(jìn)一步的試驗(yàn)也顯示產(chǎn)生的一些從環(huán)氧涂層材料中析出的有機(jī)化合物具有影響水體感觀的可能性。
環(huán)氧涂層對(duì)水質(zhì)的影響的另一項(xiàng)試驗(yàn)是將環(huán)氧涂層的鋼板和其它四種涂層材料一起放入試驗(yàn)的水中30天，結(jié)果顯示環(huán)氧析出總有機(jī)碳（TOC）最大量為每天40～187 μg/L。鑒定的化合物包括甲基異丁基甲酮（MIBK）和二甲苯。現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試的環(huán)氧涂層儲(chǔ)水罐也檢出了相同的化合物。
加拿大卡爾加里的研究是將五種NSF和AWWA認(rèn)可的環(huán)氧樹脂涂層試樣放入試驗(yàn)水中72小時(shí)，然后分析TOC和揮發(fā)性有機(jī)物（VOCs），結(jié)果顯示五種試樣中都檢出大量的這兩種化合物，TOC為34～345 mg/L，苯、甲苯、乙苯、二甲苯（BTEX）為0.2～48 mg/L。
水體觀感影響水質(zhì)的研究一再表明環(huán)氧會(huì)使飲用水有異味，有兩項(xiàng)研究證明，采用實(shí)用快速測(cè)定（UQT）來(lái)評(píng)估飲用水的異味。第一項(xiàng)研究是管材在一系列管架上經(jīng)過(guò)長(zhǎng)期測(cè)定，在含氯，氯胺以及不含消毒劑的循環(huán)水中超過(guò)一年。試樣定期取出分析水質(zhì)參數(shù)，包括異味描述和強(qiáng)烈程度。取自試架上環(huán)氧涂層銅管的數(shù)據(jù)一開始出現(xiàn)了“塑料”異味的描述，然而隨著時(shí)間的推移異味減少。一個(gè)月以后異味減少到“臨界值”，從管道析出TOC的程度在頭一個(gè)月趨向于顯著下降。
第二項(xiàng)研究為短期暴露試驗(yàn)，環(huán)氧涂層析出的化合物使飲用水出現(xiàn)了“塑料／粘合劑／油灰”的味道，異味出現(xiàn)在與管材接觸的水中，在UQT測(cè)定的時(shí)間里雖然經(jīng)過(guò)隨后的沖刷和水流停止，其異味強(qiáng)烈程度并沒(méi)有減弱，最強(qiáng)烈的異味發(fā)生在72小時(shí)后，這個(gè)短期實(shí)驗(yàn)室測(cè)試表明其傳遞的異味與水停留時(shí)間成正比，析出后1小時(shí)就檢測(cè)不出來(lái)了。在一幢大樓的環(huán)氧襯里管道現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)顯示流動(dòng)的水沒(méi)有檢出異味，水量大小也決定異味的程度。氯，氯胺的存在并不沒(méi)有改變“塑料／粘合劑／油灰”味道的大小。
以上結(jié)論證明環(huán)氧樹脂涂層會(huì)影響水質(zhì)和水體觀感，尤其是新建管道隨后啟用的一段時(shí)間，固化過(guò)程也是有機(jī)物析出的關(guān)鍵因素。
本文參考資料來(lái)源：美國(guó)水研究基金會(huì)
