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时间:2020-01-18
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1、第6章饮用水水质生物稳定性控制主要内容1水质生物稳定性的问题2水质生物稳定的控制技术第1部分水质生物稳定性的问题饮用水中微生物的再生长饮用水中的污染物给人类健康带来了两方面的风险:化学毒理性风险和微生物学风险。化学性风险是由于饮用水中含有各种对人体有害有毒的化学物质而造成的;微生物学风险则是由于饮用水中存在的病原微生物引起的。多数水厂的经验表明,并不能完全依靠消毒剂来防止细菌在管网中的再生长,尤其是细菌在管壁上的附着生长。引起给水管网中细菌的重新生长和繁殖的主要诱因是饮用水中残存的异养细菌生长所需有机营养基质,即使保持较高的余氯量,只要水中存在足够的有机营养
2、物,细菌仍可以在配水管网中生长繁殖。饮用水中微生物的再生长的危害给水管网中细菌的重新生长和繁殖能引起许多不良后果,包括微生物代谢引起的管网腐蚀、致病微生物和非致病微生物、嗅味和颜色的产生等。国内外均有报道在给水管道生物膜检测到致病菌和条件致病菌。国内因供水二次污染而引起介水传染病的爆发流行屡有发生。国内外管网生物膜生长1Allen等发现在美国各个水厂的配水管网管壁中都有很大数量的球状菌、杆状藻、丝状菌和藻类。JosephO.FalkinhamIII等人在管网生物膜样中检出了Mycobacteriumintracellulare,平均数量为600cfu/cm2
3、。Park等人对Scotland东北部的给水管网进行分析,在铸铁管内部发现了Helicobacter的存在,这是给水管网中首次发现这种细菌。国内外管网生物膜生长2贺北平(在某市对管道取样分析表明:300mm的管道使用20年后内壁黄色锈镏高达40mm,扫描电镜分析证明管壁有杆菌、球菌、丝状菌等,细菌鉴定结果有两种优势异养菌:粘质沙雷氏菌和乙酸钙不动杆菌产碱亚种,前者为条件致病菌。岳舜琳报道某城市发现管垢厚达16~20mm,赤色、有土腥味,检出铁细菌、埃希氏大肠杆菌等6种微生物。刘小琳等对北京市饮用水管网管壁微生物膜群落分析结果表明,管网中存在潜在一些致病菌如蜡
4、状芽孢杆菌、假单胞菌和溶血不动杆菌。城市管网不同管材的腐蚀情况我国南方某市城市管网生物膜电镜照片饮用水中微生物的再生长的原因细菌在管网中的再生长包括两方面:水溶液中的悬浮生长和管壁的附着生长,即生物膜。由于饮用水为贫营养环境,细菌在管壁的附着生长比在水溶液中的悬浮生长占优势,原因在于:(1)大分子物质容易在固液表面沉积,构造一个营养相对丰富的微环境;(2)即使管网中有机物浓度较低,高水流速度仍能输送较多的营养到固定生长的生物膜表面;(3)固定生长的细菌能有效躲过管网余氯的杀伤;(4)由于边界层效应可使管壁处水流的冲刷作用减小。基于类似原因,管网水中悬浮或胶体
5、颗粒上也会附着生长一定数量的细菌或其他微生物,而且在常规的对饮用水中细菌或大肠杆菌的检测中不易被检出。管壁生物膜的生长,容易引起管道腐蚀、长粘垢,促使更多细菌生长,生物膜不定期的膜老化脱落还会引起水的色度、浊度上升及水中悬浮细菌数的增加,导致水质恶化。因此,必须设法控制细菌在管网中的再生长。饮用水的生物稳定性饮用水的生物稳定性,就是指饮用水中可生物降解有机物BOM支持异养细菌生长的潜力,即当有机物成为异养细菌再生长的限制因素时,水中有机营养基质支持异养细菌生长的最大可能性。饮用水生物稳定性高,表明水中细菌生长所需的有机营养物含量低,细菌不易在其中生长;反之,
6、饮用水生物稳定性低,则表明水中细菌生长所需的有机营养物含量高,细菌容易在其中生长。生物稳定的饮用水是指在配水管网中不会引起异养细菌等微生物再生长的饮用水,饮用水生物稳定性的提高意味着其微生物学风险的降低。饮用水管网中细菌再生长的影响因素配水管网中细菌的再生长过程主要依赖于:微生物分别和充当能源的化合物(包括有机和无机营养物)、环境状况(包括温度、水力条件等)以及物化过程(包括沉淀、腐蚀和消毒等)之间的相互作用。促进生长的有机营养物浓度一向被认为是细菌再生长的主要诱因。提高饮用水的生物稳定性,关键在于控制进入给水管网中的有机营养物的含量。其它影响因素1-21水
7、温水温可能是细菌生长过程中最重要的速率控制参数。温度直接或间接地影响着控制细菌生长的所有因素,包括处理工艺效率、微生物生长速率、消毒效果、消毒剂余量的扩散、腐蚀率和流速等。2磷酸盐一般认为饮用水中细菌生长的限制因子主要是有机碳,但最近一些研究表明,一些无机营养物质,尤其是磷酸盐,可能会成为某些腐殖质含量较丰富的饮用水中细菌生长的限制因子。磷是微生物正常生长和繁殖不可缺少的元素。在特定情况下,当碳源和氮源充足而磷源缺乏时,磷就会对微生物的生长起到限制性作用。饮用水中可溶性磷酸盐浓度低于10μg/l时异养微生物生长就会受到限制。缺磷条件下,外加微量(如1μg/l
8、)正磷酸盐时就能大大促进饮用水管网中异养微生物生。S
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