ارزیابی پتانسیل رسوب‌گذاری و خورندگی آب شرب (مطالعه موردی: شبکه آب شرب شهر شیراز)

نوع مقاله: مقاله اصلی

نویسندگان

1 دانشجوی دکترا، گروه مهندسی آب، دانشکده کشاورزی، دانشگاه شیراز، شیراز، ایران

2 دانشجوی کارشناسی، گروه مهندسی آب، دانشکده کشاورزی، دانشگاه آزاد اسلامی، واحد شیراز، شیراز، ایران

3 دانش آموخته کارشناسی ارشد، گروه مهندسی منابع آب، دانشکده کشاورزی، دانشگاه زابل، زابل، ایران

چکیده

این تحقیق به‌منظور بررسی وضعیت خوردگی و رسوب‌گذاری آب آشامیدنی در منابع تأمین و شبکه‌ی توزیع آب شرب شهر شیراز صورت گرفت. منطقه‌ی موردمطالعه به 17 منطقه تقسیم‌بندی شد. نمونه‌برداری از آب‌ها در طول فصل‌های زمستان 1389 و بهار و تابستان 1390، به تعداد 144 نمونه (بطری‌های 300 سی‌سی) انجام و پارامترهای شیمیایی آن‌ها اندازه‌گیری شد. سپس مقادیر شاخص‌های لانژلیه، رایزنر، لارسون و تهاجمی برای کلیه‌ی نمونه‌ها تعیین گردید. در این مطالعه، 41 قطعه لوله‌ی آب از منازل در نقاط مختلف شهر جمع‌آوری و نرخ رسوب‌گذاری در هر نمونه محاسبه شد. همچنین جنس رسوب‌های 33 عدد از لوله‌های آب خانگی و 8 عدد از لوله‌های آب شبکه با روش انکسار اشعه ایکس آنالیز شد. نتایج نشان داد که متوسط مقدار شاخص‌های لانژلیه، رایزنر، لارسون و تهاجمی به ترتیب برابر با 0/07 (رسوب‌گذاری ضعیف)، 7/1 (عدم رسوب‌گذاری)، 1/2(خورنده) و 14(غیر خورنده) بود. میانگین نرخ رسوب‌گذاری در لوله‌های آب شرب منازل شهر شیراز، 0/26میلی‌متر در سال محاسبه شد. ترکیبات عمده در نمونه‌ها شامل کربنات کلسیم، سولفات کلسیم، کربنات منیزیم، سولفات منیزیم، هماتیت، ماگمیت، مگنتیت، ژئوتیت، اکسید روی، ژیپس، ویویانیت، دولومیت، هیدروکسیاپاتیت و تریولیت بودند. همچنین، عناصر عمده در این نمونه‌ها، منیزیم، سیلیسیم، فسفر، سولفور، روی، مس و سرب است. بر اساس نتایج این تحقیق، مناطق واقع در شرق، جنوب شرقی و جنوب شیراز به دلیل میزان بالای سختی و سولفات دارای مشکلات بیش‌تری ازلحاظ رسوب‌گذاری می‌باشند.

کلیدواژه‌ها

موضوعات


عنوان مقاله [English]

Investigation of Scale-Forming and Corrosiveness Potential of Drinking Water (Case Study of Shiraz Drinking Water Distribution System)

نویسندگان [English]

  • Nima Tavanpour 1
  • Navid Tavanpour 2
  • Seyyedeh Asiyeh Mousavi-Rad 3
1 PhD Student, Department of Water Engineering, Faculty of Agriculture, Shiraz university, Shiraz, Iran
2 Undergraduate Student, Department of Water Engineering, Faculty of Agriculture, Islamic Azad University, Shiraz Branch, Shiraz, Iran
3 M.Sc., Department of Water Resources Engineering, Faculty of Agriculture, Zabol University, Zabol, Iran
چکیده [English]

This research was conducted to investigate the potential of scale forming and corrosiveness of drinking water in the reservoirs and drinking water distribution network in Shiraz, Iran.The area under study was divided into 17 zones. During winter, spring, and summer 2011, 144 water samples were collected from the water reservoirs and the various sites of water distribution system. The chemical parameters were measured. Then, values of the Langelier (LI), Rayznar (RI), Larson (LI) and aggressive (AI) indices were calculated for each sample. In this research, 41 samples of home pipes were collected from different zones of Shiraz and the rate of scale formation was calculated for each sample. The scale composition of 33 home pipe samples and 8 network pipe samples were analyzed by X-ray diffraction method. Results showed that the mean values of LI, RI, LS, and AI were 0.07 (considered as slightly scale forming), 7.1 (non-scale forming), 1.2 (corrosive), and 14 (non-corrosive) respectively. The average rate of scale formation and their values for the drinking water of Shiraz pipes is 0.26 mm/yr. The research found that the main compositions in the scale samples were calcium carbonate, calcium sulfate, magnesium carbonate, magnesium sulfate, hematite, maghemite, magnetite, goethite, zinc oxide, gypsum, vivianite, dolomite, hydroxyapatite, and troilite. The main elements in the scale samples were magnesium, silicon, phosphorus, sulfur, zinc, copper, and lead. According to the results of this research, zones located in the east, south, and southeast of Shiraz, because of high levels of hardness and sulfate exhibit more scale formation as a problem.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Corrosion Indices
  • Drinking Water
  • Scale Composition
  • Scaling Rate
Al-Rawajfeh A. E. and Al-Shamialeh E. M. (2007). Assessment of tap water resources quality and its potential of scale formation and corrosiveness. Conference on desalination strategies in south Mediterranean countries, Tafila province, South Jordan.
 
Alsaqqar A. S., Khudair B. H. and Ali S. K. (2014). Evaluating water stability indices from water treatment plants in Baghdad city. J. Wat. Resour. Prot., 6, 1344-1351.
 
Avaz-pur M. and Gholami M. (2008). The study of corrosion potential and scale-formation of drinking water resources of Ilam Town, Eleventh National Conference of Environmental Health, Zahedan, 10-15. [in Persian]
 
Benjamin M. M., Sontheimer H and Leroy P. (1996). Corrosion of iron and steel. In: Internal corrosion of water distribution systems. 2nd edition. AWWA Research Foundation and DVGW Technologiezentrum Wasser, Denver, CO, 29-70.
 
Dobersek D., Goricanec D. and Krope J. (2005). Economic analysis of energy savings by using rotary heat regenerator in ventilating systems. IASME Trans. (4), 1640-1647.
 
Greenberg A. E., Clesceri L. S and Eaton A. D. (2005). Standard methods for the examination of water and wastewater, 20th Ed., APHA, Washington, DC. 541 pp.
 
Lane R.W. (1993). Control of scale and corrosion in building water systems. McGraw-Hill Book Co., New York, 279 pp.
 
Lower S. (2009). Electrochemical corrosion.Chem1 virtual textbook. Simon fraser University, Vancouver Canada. Available from: http://www.chem1.com/acad/webtext/elchem/ec7.html, Accessed May 2011.
 
Nikpour B. (2006). A qualitative study of drinking water of Behshahr city based on Corrosion and Scale-formation Indices, M.sc Dissertation, Faculty of Technical-Engineering, Azad University of Bandar Abbas. [in Persian]
 
Peng C., Korshin, G. V and Valentine R. L. (2010). Characterization of elemental and structural composition of corrosion scales and deposits formed in drinking water distribution systems. Wat. Res., 44, 4570-4580.
 
Pourzamani H R. (2005). Assessment of water quality in aspect of corrosiveness in Ashtarjan industrial town of Isfahan, Eighth National Conference of Environmental Health, Tehran University, Tehran. [in Persian]
 
Prisyazhniuk A. V. (2007). Prognosticating scale-forming properties of water. Appl. Thermal Eng., 27(8), 1637-1641.
 
Reiber S., Poulsom S., Edwards M. and Patel S. (1997). A general framework for corrosion control based on utility experience. AWWA. Publication No. 90712A: 6-11.
 
Rossum J. R. (1980). Fundamentals of metallic corrosion in fresh water., Los Angeles, CA, 1-12
 
Rossum, J. R., and Merrill, D. T. (1983) An evaluation of the calcium carbonate saturation index. J. AWWA. 75(2): 95-100
 
Singley, J. E., Beaudet B. A and Markey P. H. (1984). Corrosion manual for internal corrosion of water distribution systems, Environmental science and Engineering Inc., 1-67.
 
Sarin P. (2002). Iron release from corrosion scales in old iron/steel/drinking water distribution pipes.
 
Ph.D. thesis. The graduate college of the University of Illinois at Urbana-Champaign, 158 pp.
Seyyed-Razi M. (1997). Control of corrosion in industries, Iranian Corrosion Forum Publication, 400pp. [in Persian]
 
Tootoonchi A., Naseri N. and Sarkhoshiyan R. (2003). Shiraz water supply and wastewater collection and disposal, Iranab Consulting Engineering Corporation, 1-37 [In Persian].
 
Von Huben H. (1995). Water treatment principles & practices of water supply operations, 2nd Ed., AWWA, 36-72.