The corrosion of pipeline in water distribution systems is caused by electrochemical reactions from contact between the inner surface of metal pipe and water. Water corrosiveness depends mainly on the chemical factors of pH, alkalinity, calcium hardness, dissolved oxygen and total dissolved solids (TDS), and on the physical factors of temperature and flow velocity as well as pipe materials. In the water treatment process, pH, alkalinity and calcium concentrations are manipulated for color removal and corrosion control. This can also prevent the internal corrosion of water pipeline networks. The corrosiveness of tap water can be estimated by corrosion indexes. This method is used to predict corrosion potential and to provide information on the corrosivity of water. The representative corrosion indexes are based on calcium carbonate precipitation measures such as the Langelier Saturation Index (LSI), the Larson Index (LI), the Ryznar Index (RI), and the Calcium Carbonate Precipitation Potential (CCPP).
In this study, a CCPP control process and a water distribution system simulator (WDSS) were installed for pilot-scale advanced water treatment process. The WDSS was connected to the advanced water treatment plant. The materials of the WDSS consisted of steel, ductile cast iron pipe, galvanized steel, stainless steel, and copper. The CCPP control algorithm for anti-corrosion of a pipeline was developed and validated. The target CCPP value could be controlled by manipulating the pH and alkalinity with additions of sodium carbonate (Na2CO3) and carbon dioxide (CO2) where enough calcium was present. The CCPP range of 0 ~ 4 mg/L was controlled reasonably to induce a calcium carbonate (CaCO3) film on the surface of the pipeline, which provided the anti-corrosion effect. The effect of corrosion control was demonstrated by reduced iron (Fe) and zinc (Zn) concentrations released from the pipe material. This result might indicate the presence of the CaCO3 film and the efficacy of its anti-corrosion effect.