供水管網中微生物來源｜飲用水臭氧消毒工程中微生物的再生原因和影響因素（二）
3.2管材
供水管網管材類型對生物穩定性的影響差異應予以重視。由于金屬管壁的腐蝕較塑料管材明顯，同時不同材料管壁的粗糙程度不同，對AOC產生影響亦不同。付軍等研究發現當投加一定量的消毒劑時，金屬管中AOC顯著高于塑料管材及出廠水，銅管和鍍鋅管中AOC高于PPR管。此外，不同的管材腐蝕所釋放的物質也有所差異，對水質指標的影響也不同。管材的管齡以及腐蝕程度都是影響供水水體中微生物穩定性的重要因素。羅東浦等研究發現臭氧對PPR、PE、不銹鋼等多種供水管材都存在溶蝕作用，導致水質VOCs、TOC等有機物指標升高，不同類型供水管材存在較明顯差別。肖偉民等開展了不同消毒劑的管材浸泡試驗，發現管材對水質VOCs、TOC指標的影響要大于消毒劑種類的影響。盡管并未有直接研究證實臭氧消毒供水工程中管材對水質生物穩定性的影響，但根據上述研究仍可以判斷，當飲用水采用臭氧消毒時，管材將是其中一項重要影響因素。
3.3水力停留時間和臭氧濃度
飲用水從出廠到用戶的停留時間越短，流速越快，微生物再生越少。然而，管網水水流對細菌的生長具有雙重效應：一方面，流速越大，管壁生物膜處的營養物質越多，從而促進細菌生長；另一方面，流速越大，對管壁生物膜的沖刷越強，阻礙生物膜生長。由于臭氧半衰期短，出廠一段距離后，臭氧濃度即會降低到較低水平，因此需要同時考慮水流帶來的管壁營養物質累積和對生物膜的沖刷。
臭氧濃度對生物穩定性的影響也有兩面性：一方面，低臭氧濃度會給細菌提供在管網中二次生長的有利條件；另一方面，臭氧投加量低，水體AOC水平也低，水質生物穩定性增強。
3.4營養源
飲用水生物穩定性與其所在水中的營養環境有很大關聯，這既包括AOC、BDOC等形態的碳源，也包括MAP等磷源以及氨氮等氮源，這些都是微生物生長的營養因子。相關研究表明，有機碳、氮、磷的比例為100∶10∶1左右就可提供微生物生長的必要條件。廖一鳴等研究證實調控上述營養因子的水平能夠控制微生物的再生。
3.5水處理工藝
不同的水處理工藝去除AOC的效果也顯著不同，這將影響到采用臭氧消毒時的飲用水生物穩定性。從表2可知，常規處理工藝和優化混凝工藝對AOC有一定去除能力，但效果不穩定。活性炭是非極性或弱極性的吸附材料，能有效地去除水中有機物，并且臭氧-活性炭工藝能夠對AOC達到很好的去除效果，可獲得生物穩定的出廠水。
表2不同處理工藝對AOC的去除效果
4采用臭氧消毒時飲用水生物穩定性的控制措施
(1)規范臭氧消毒應用范圍。為避免微生物在供水管道中滋生引起的二次污染，筆者建議僅將單一臭氧消毒用于配水管網較短的小型水廠；而由于酸性條件下，臭氧分解產生的羥基自由基較少，所以臭氧消毒不適用于pH值較低的水體；由于溫度過高會降低臭氧在水中的溶解度，加速分解，而水溫過低，會降低羥基自由基的反應速度，所以在水溫過高或過低的水體不使用臭氧消毒。
(2)重視水質凈化效果，控制臭氧投加量。建議在臭氧消毒之前先確保顆粒物的良好去除效果，因為臭氧無法殺滅顆粒物所包裹的微生物，同時通過減少對臭氧的持續性消耗，可在一定程度上保證殘余臭氧的濃度，抑制生物膜生長。當濁度低于0.2 NTU時，1.6～2 min mg/L的作用量對于消毒即可(例如投加0.4 mg/L臭氧持續5 min)。由3.3部分論述可知，在可控制微生物二次生長水平的前提條件下，盡可能降低臭氧投加量，也是增強水質生物穩定性的方法之一。
(3)優化水處理工藝，控制營養元素濃度。去除微生物生長所需營養物質是實現生物穩定性目標重要途徑。臭氧不僅對水的可生化性有所改善，而且對有機營養基質的含量可以不斷增加，升高AOC濃度，而AOC的增加是水處理的不利影響因素。常規水處理工藝對AOC去除效果有限，在水源水有機物含量較高差或受到污染時，臭氧必須與預處理、活性炭等工藝相結合，才能對AOC有較好的去除，保證飲用水中生物的穩定性。
(4)采用優質供水管材，加強管網維護。鑄鐵管道易形成鐵銹瘤，內表面的不平整形成營養相對豐富區域，使細菌附著生長導致飲用水生物穩定性下降。相對鑄鐵管道，塑料和不銹鋼材質的管道因其內壁表面光滑不易附著細菌，微生物與消毒劑更能充分接觸，從而有利于生物穩定性的控制。另外，對管道進行防腐、內表面光滑處理，采用性能良好管材更換舊管道，加強供水管網檢修與維護，做好定期沖洗等都會有對供水管網微生物再生很好的防治作用。
5結語
近年來，臭氧消毒在供水工程中的應用日趨增加。然而，臭氧不穩定、易分解，消毒后會增加水中AOC含量，管網中微生物存在大量繁殖的可能。因此，考慮到維持供水管網中水質生物穩定性的需要，應用過程中應注意以下事項。
(1)根據供水工程的管網長度、水體pH值、水溫等條件，確定是否適宜選用臭氧消毒工程建設中應該采用PPR、不銹鋼等優質管材，避免有機物的溶出和微生物的附著再生；
(2)在水廠水處理工藝中，應提升水質凈化效果，合理控制臭氧投加量，優化處理工藝，控制出廠水中營養元素的含量，盡可能提高管網水的生物穩定性；
(3)水廠應加強對出廠水和末梢水中臭氧濃度、微生物指標的檢測，確保符合生活飲用水衛生標準的要求。
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