曹伟新

(上海市政工程设计研究总院〈集团〉有限公司，上海 200092)

1 研究背景

市政公共输配水管网在长期输送相同水质的地表水时往往形成管垢或腐蚀，这些管垢或腐蚀面与水力水质稳定的输送水之间形成稳定的反应平衡，管垢或腐蚀面保持相对稳定的形貌和理化性质[1-2]。海水淡化水是软水，硬度、碱度、pH均较低，基本不具有缓冲能力，有“溶解”市政公共输配水管道内壁垢层的倾向，造成水质污染[3-5]。因此，海水淡化水进入市政公共输配水管网的水质稳定技术是海水淡化水应用于公共供水的关键技术之一。目前，国内有关海水淡化水水质稳定的技术主要采用：(1)通过加药或矿化滤池来调节淡化水水质[6-9]；(2)通过地表水掺混淡化水来提高水质稳定性[6,7,10-11]。地表水掺混淡化水在我国已有工程实例[7,10]，掺混倍数主要根据小试试验和部分生产运行经验确定，本研究结合碳酸根体系模型、碳酸钙溶度积模型、不同水质水体混合模型及各水质指标模型，计算研究海水淡化水与地表水掺混的水质稳定性，以期对运营生产活动提供有益的借鉴。

2 碳酸根系统

(1)

(2)

(3)

α3——H2CO3相对于溶解性无机碳的摩尔占比；

cH——质子的摩尔浓度，mol/L；

K1——H2CO3的质子电离平衡常数，mol/L；

K1、K2的负对数pK1、pK2是盐度和温度的函数，可按式(4)、式(5)计算[13]。

(4)

(5)

其中：S——盐度，质量千分比；

T——温度，K。

图1 pH对各碳酸根单体摩尔占比的影响Fig.1 Effect of pH Value on Molar Ratio of Each Carbonate Monomer

由上述分析可知，一定pH、盐度条件下，溶解性无机碳摩尔浓度和各碳酸根单体摩尔占比的确定能够测算各碳酸根单体的摩尔浓度，从而确定水体中的碳酸根体系。……