微生物“生长环”对水质的影响

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1、微生物“生长环”对水质的影响微生物生长环对水质的影响文中少公式,摘要给水管网生长环是影响给水管网水质的重要因素，应从给水管网卫生学的角度，去研究生长环的变化规律，为在实践中有效地抑制生长环、清除生长环提供科学的依据。关键词:微生物；生长环；水质给水系统是城镇的基础设施之一，给水管网是给水系统重要的组成部分，经水厂净化后的水，通过给水管网输送至用水户。一般自来水厂出水水质都能达到国家规定的生活饮用水水质标准，但经过给水管网送至用水户时，往往达不到标准。原因是水在给水管网内有一定的停留时间，在此期间不断受到再次污染，这

2、种再次污染，我们称之为水的二次污染。以哈尔滨为例，水在给水管网内的平均停留时间为5h。给水管网在长年的运行中，由于物理、化学、电化学、微生物学等作用，沿管道内壁会逐渐形成不规则的环状物质，我们称之谓生长环，它随时间的增长而变厚，使过水断面减少。因此，给水管网内的水是沿生长环流动的。生长环的卫生状况，将直接影响供水水质和通水能力。1．给水管网生长环的成因1.1水对管道内壁侵蚀形成的锈垢对金属管材而言，输送的水就是一种电解质溶液，水的PH值影响着管道被腐蚀的速度，水中的溶解氧对管道腐蚀结垢有很大影响。首先，由于电化学的

3、作用，在管内壁附近形成氢氧化亚铁，然后被水中溶解氧氧化，生成氢氧化铁，形成一层保护膜，在偏碱性水中，使管壁的腐蚀速度减慢。当水中的PH值变化时，部分氢氧化铁脱水形成铁锈，沉积于管道的内表面，它质地松疏，不能起保护作用，以上反应不断进行，形成凸凹不平的锈垢。1．2微生物的腐蚀管内壁上的锈垢是微生物繁殖生长的场所，微生物的滋生可加速管道的腐蚀。根据实验观察，微生物腐蚀往往和电化学腐蚀同时发生，微生物主要通过电极电位和浓差电池发生变化而间接参与腐蚀作用。我们对沈阳市自来水公司的管道进行现场断管试验，检验了管内生长环表、中

4、、里三层的细菌菌属，均发现普遍存在着丝状铁细菌。铁细菌是一种特殊的自养菌属，依靠铁和氧生存和繁殖。丝状铁细菌在管壁上繁殖的结果，形成密集的锈瘤，同时产生黄褐色絮状物。在给水管网运行中，出现的红水水质恶化现象，就是丝状铁细菌所致。1．3管内后沉淀现象水中的微絮凝体、某些金属离子均能在管道中产生后沉淀现象。首先是微絮凝体后沉淀，在给水处理中，混凝剂所形成的絮凝体，绝大部分在沉淀和过滤时被截留去除，但仍有少量微细絮凝体随出厂水一同进人管网，并继续凝聚水中杂质，沉积在管内壁锈垢上，形成具有粘性的沉淀物。这种现象在水流速度小

5、的给水管网末端更为明显。其次是水中铁、锰、钙、镁离子的后沉淀，这些金属离子，在给水管网内达到一定浓度，随着水的PH值、余氯含量等因素的变化，都会沉积在管内壁上。由上述分析可知，管道内的沉积现象互相影响、互相促进，铝盐微絮凝体和铁、锰的氢氧化物在管壁上粘附，形成一层粘膜，这又为铁细菌的繁殖创造了条件，而铁细菌的繁殖又和电化学腐蚀同时发生，腐蚀的结果形成锈瘤。在以上过程中，水中的杂质又不断粘附于管内壁，因此，随着时间的增长，形成了沿管内壁下部较厚，上部较薄的生长环。此外，我们还对生长环清除前后的给水管网水质进行了考察。

6、通过管道冲洗前后的水质变化情况，反映出生长环的存在，降低了给水管网的水质。3.给水管网生长环对余氯消耗速度的影响在给水管网中维持一定量的余氯，可以抑制水中细菌的繁殖。一般规定，出厂水中要含有0.3mg/L的余氯，在给水管网末端水中余氯量也不得低于0.05mg/L。由于余氯是强氧化剂，除了氧化有机物、杀灭水中的细菌外，与其他杂质接触时也要被消耗。因此，应该从给水管网卫生学的角度来研究余氯在给水管网内的消耗规律。余氯在给水管网中的消耗速度可用下式表示：式中：Ct一经过t时间后的余氯浓度（mg/L）；C0一余氯的初始浓度

7、(mg/L)；K余氯的消耗速度系数（1/h）；余氯消耗速度系数K值，与管材、水质、水温、管径、管内卫生状况有关。我们测定了水温79C时，部分新旧铸铁管管径的K值。在测定时，对于直径为150mm、铺设年代为1954年的旧铸铁管，我们分别测定了新管和管道冲洗前后的K值，它们是1．5x10-1，2.6x10-1，2.0x10-1，同时还测定了管内余氯浓度随时间的变化情况，管内卫生状况，而且会缩小管道的过水断面，增加了管道的阻力系数，从而直接影响了管道的通水能力和供水压力。当前，国内很多城市虽然水厂不断扩建，水量逐渐增加，

8、但给水管网低压区却不断扩大，有的城市采用增大供水水泵扬程的方法解决这一问题，但会浪费能量并增大管网漏失水量，导致供水成本的提高。这些都是由于给水管网生长环的存在使得水头损失增大引起的。我们对哈尔滨市1936年铺设的直径为l00mm的铸铁管进行断管，发现有效直径只有50mm。由此可见，冲洗生长环，不仅可以提高供水水质，具有社会效益，而且可以增加有效直径，提高通