PE给水管壁生物膜特性与控制方法

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给水管壁生物膜特性与控制方法

周玲玲１，张永吉２，黄

飞，，李伟英２，李圭白１

１５００９０；２．同济大学污染控制与资源化研究国家重点实验室，上海

（１．哈尔滨工业大学市政环境ｑ－＿程学院，黑龙江哈尔滨

２０００９２；３．宜宾学院化学化工系，四川宜宾６４４０００）

摘要对给水管网中管壁生物膜的形成，影响管壁生物膜生长的因素及生物膜的结构等特性进行了阐述，分析了管壁生物

膜上的细菌对消毒剂具有较强耐受力的原因，对控制生物膜形成的方法进行了总结，并对今后的研究方向进行了展望。目前，国内对管壁生物膜尚处于初步研究阶段。还有很多相关课题需要深入研究。关键词给水管壁生物膜消毒剂中图分类号：ＴＵ５２８

文献标识码：Ｂ

文章编号：１００９．０１７７（２００８）０４．０００５．０４

ＴｈｅＣｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓａｎｄＣｏｎｔｒｏｌ

Ｍｅｔｈｏｄｓ

ｏｆＢｉｏｆｉｌｍｉｎＤｒｉｎｋｉｎｇ

Ｗａｔｅｒ

ＤｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎＳｙｓｔｅｍ

ＺＨＯＵ

Ｌｉｎｇ・ｌｉｎ９１，ＺＨＡＮＧＹｏｎｇ－ｊｉ２，ＨＵＡＮＧＦｅＰ，ＬＩＷｅｉ・ｙｉｎ９２，ＬＩＧｕｉ－ｂａｉｌ

１５００９０，Ｃｈｉｎａ，．

ｆ１．ＳｃｈｏｏｌｏｆＭｕｎｉｃｉｐａｌ＆ＥｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔａｌＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，ＨａｒｂｉｎＩｎｓｔｉｔｕｔｅｏｆＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，Ｈａｒｂｉｎ

２．ＳｔａｔｅＫｅｙＬａｂｏｒａｔｏｒｙ

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ＣｏｎｔｒｏｌａｎｄＲｅｓｏｕｒｃｅｓ

Ｒｅｕｓｅ，Ｔｏｎ百ｉ

Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｓｈａｎｇｈａｉ

２０００９２，Ｃｈｉｎａ；

３．ＤｅｐａｒｔｍｅｎｔｏｆＣｈｅｍｉｓｔｒｙａｎｄ

Ａｂｓｔｒａｃｔｓｙｓｔｅｍｓ

ＣｈｅｍｉｃａｌＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，ＹｉｂｉｎＵｕｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｙｉｂｉｎ

６４４０００，Ｃｈｉｎａ）

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ｄｉｓｉｎｆｅｃｔａｎｔ

给水处理厂通常投加一定剂量的消毒剂，并在管网中保持一定的余氯量来控制细菌在管网中的再生长。然而一些研究表明，管网中即使保持较高浓度的余氯．到达用户端的水质还会出现细菌总数超标的问题。细菌在管网中的生长包括在水中悬浮生长和在管壁的附着生长两种形式。管壁表面的无机沉积物、管道腐蚀产物可以吸附微生物需要的营养物质，管壁表面为细菌提供了相对营养丰富的生存环境，因此，相对于水中贫营养环境．微生物在管壁的附着生长更占优势，即配水系统中微生物主要是以附着在管壁上生长、最终形成生物膜的形式得以增殖【１１。

给水管壁生物膜会降低饮用水的微生物安全性。如引起管壁结垢和腐蚀．造成管网过水能力下降，影响给水系统的运行和用户端水质。更重要的

ｆ收稿日期１２００８－０３—１４

【基金项目】十一五国家科技支撑计划项目（２００６ＢＡＪ０８８０２。

２００６ＢＡＪ０８８０６），同济大学青年优秀人才培养行动（２００７ＫＪ０１６）

【作者简介】周玲玲（１９７６．），女，哈尔滨工业大学在读博士研究生，研究

方向为给水处理技术。电话：１３６５１７４４１２０；Ｅ．ｍａｉｌ：ａｎ．

ｇｅｌｉｎａ－ｚｈｏｕ＠１６３．ｃｏｒｎ。

是，生物膜上一旦产生生物粘泥。会为大型生物体和致病菌的出现、繁殖创造条件。生物膜由于老化、水流速度改变等一些原因造成的脱落会恶化水质。增加水的色度和浊度，使水中细菌总数上升．威胁人们的身体健康，一些水致传染疾病的发生就是由于管网中细菌的过度生长造成的１２１。

１给水管壁生物膜形成的影响因素分

析

给水管壁生物膜的形成速度、微生物的种类和密度会受温度、ｐＨ值、消毒剂浓度、水力状况、可用

的营养物质及营养物质类型的影响嗍。

１．１

温度

生物膜中微生物数量在不同季节里呈规律性变

化。如在温暖季节里微生物种类和数量增多．而在冬季温度较低时微生物数量减少。温度对生物膜的影响表现在微生物的活性方面，Ｖａｎ等的研究表明：温度由１７℃降低到７℃时，生物膜的活性降低了５０％。温度不但直接影响微生物的生长。还影响其它间接

一５一

周玲玲，张永吉，黄飞，等．给水管壁生物膜特性与控制方法

Ｖ０１．２７，Ｎｏ．４，２００８

控制微生物生长的因素。这些因素包括消毒剂的消毒效率、残余消毒剂的损耗、管材腐蚀速度、管网水力条件等ＩⅫ，如温度较高时，消毒剂的杀菌效率会提高，但消毒剂的衰减速率也会提高，并且管网的腐蚀速率也会增加，为细菌的繁殖提供了条件。

１．２

ｐＨ值

当环境的ｐＨ值超过微生物生理活性的范围，

会对微生物的生长速率产生影响。依据不同种类的微生物，其最适的ｐＨ值范围在６．０～７．６。对于管网中的异养菌，最适的ｐＨ值为７．０。ｐＨ值对微生物的抑制作用主要是降低酶的活性。饮用水管网系统的ｐＨ值通常保持在一个较窄的范围（６．０。８．５），当ｐＨ值高至９．４时会对大肠杆菌造成损伤１２］．

１．３消毒剂种类及余氯

研究表明，在较高消毒剂存在的条件下。即使细菌和有机物的含量增加，生物膜中的微生物数量也较低，而当氯被硫代硫酸钠中和后生物膜在几天后就开始形成。１５ｄ后可培养的微生物的浓度稳定在

（１—１０）ｘ１０６ＣＦＵ／ｃｍ：．可见消毒剂对生物膜的控制

作用是非常显著的。目前。水厂采用的消毒剂主要是自由氯和化合氯，二者消毒机理不同。自由氯主要是与细菌的酶系统反应而破坏细菌，而化合氯消毒的机理是破坏细菌膜的完整性。因而影响膜的渗透性和细菌的呼吸。从管网水中余氯的维持时间、生物膜控制和消毒副产物的产生考虑．化合氯优于自由氯１¨０１。

１．４营养物浓度的影响

近十几年来国外的研究表明：饮用水中存在的有机营养是促进细菌在管道中生长的主要因素。即使保持较高的余氯量，只要水中有足够的有机营养物，细菌仍能在配水管网中生长。目前国外已在给水管道中检测出几十种细菌。除少量铁细菌和硫细菌外，主要是以有机物为营养基质的异养菌。

目前的研究主要以生物可同化有机碳ＡＯＣ

（ＡｓｓｉｍｉｌａｂｌｅＯｒｇａｎｉｃＣａｒｂｏｎ）作为饮用水生物稳定

性的评价指标。它是有机物中最易被细菌吸收、直接同化成细菌体的部分。是生物可降解有机物的一部分。部分学者也以生物可降解有机碳ＢＤＯＣ

（ＢｉｏｄｅｇｒａｄａｂｌｅＤｉｓｓｏｌｖｅｄＯｒｇａｎｉｃＣａｒｂｏｎ）作为饮用

水生物稳定性的评价指标，它是水中细菌和其它微生物新陈代谢物质和能量的来源．包括同化作用和异化作用的消耗。

ＶａｎＤｅｒ

Ｋｏｏｉｊ比较了三个实际的给水系统．发

现ＡＯＣ在管网中逐渐下降，ＡＯＣ下降最多时细菌

一６一

计数也最多ｉｕｌ。当ＡＯＣ和ＢＤＯＣ含量低到一定程度，将影响细菌的生长繁殖。在进一步监测了２０个水厂配水管网中ＡＯＣ的浓度和异养菌、大肠菌群的密度关系后，Ｖａｎ

Ｄｅｒ

Ｋｏｏｉｊ发现当ＡＯＣ＜１０Ｐ．ｇ乙

酸碳／Ｌ时异养细菌几乎不能生长｛ｌｌＪ’此时饮用水生物稳定性很好。Ｌｅｃｈｅｖａｌｌｉｅｒ发现当ＡＯＣ＜５４Ｐ，ｇ乙酸碳／Ｌ时大肠杆菌不能生长．其后Ｌｅｃｈｅｖａｌｌｉｅｒ提出ＡＯＣ浓度应限制在ＡＯＣ＜５０¨ｇ乙酸碳／Ｌ以保证水质生物稳定１２１。１９９６年ｌｅｃｈｅｖａｌｌｉｅｒ报道：对北美３１个水厂配水管网中ＡＯＣ的浓度和异养菌、大肠杆菌的密度监测表明当ＡＯＣ浓度低于１００“ｇ乙酸碳／Ｌ时，给水管网中大肠菌群过量的问题就可以得到控制【１２１。Ｊｏｒｅｔ研究认为ＢＤＯＣ＜０．１ｍｇ／Ｌ时大肠杆菌不能在水中生长【１３】。

在其它营养元素的研究方面。Ｍｉｎｎａ

Ｍ．Ｋｅｉｎａｎｅｎ

等研究了无机磷元素对微生物群落结构的影响。认为群落结构的变化可能是由于微生物中磷脂酸和脂多糖结构的变化引起的。Ｌｅｈｔｏｌａ等对外加磷投加量较大的情况下。生物膜中生物量有明显增加【州。

Ｇｊａｈｅｍａ等通过生物膜培养反应器（ＢＡＲ）对生物膜进行观察发现。聚碳酸酯挂片上仅３ｄ就附着了细菌和菌落。在生物膜的发展初期．沿着水流方向，挂片上生物膜呈梯度分布，挂片上部生物膜越来越厚，下部越来越薄【旧。当生物膜达到稳定状态，形成了平行的凸起和凹陷的三维立体结构，其中广泛地分布着单个的细菌和菌落。生物膜并不是光滑和均匀的，而是由各种各样的结构形式呈现．包括片状、丝状、彗星状的平行线、螺纹状菌落。

李爽等的研究表明．管段服务年限越长。内壁腐蚀越严重管段的生物膜活菌数越多．金属管段比石棉管段的生物膜活菌数要高。生物膜是由适于低营养和高浓度消毒剂条件下的微生物群落组成，这些生物膜的特性变化广泛。由稀疏的附着于管壁表面的数微米的胞外多聚物和微生物细胞稠密地交织到一起形成的【１６ｌ。内壁扫描电镜结果显示．镀锌钢管的管垢有明显的孔洞和裂缝．ＰＶＣ管则比较均匀一致。管道内壁可明显观察到微生物的存在，在沉积物中大约有８ｘ１０６ＣＦＵ／ｇ的细菌数．管网水中生物膜活细菌进入水中的方式主要是成块脱落［ｔＴｑ８１。

不同管材的管壁上生物膜培养计数发现结果差异非常大。Ｎａｇｙ和Ｏｌｓｏｎ等报道，在不同的管材异养菌浓度变化从５ｘ１０４ＣＦＵ／ｃｍ２到１０ｘ１０４

ＣＦＵ／ｃｍ２。

２给水管壁生物膜的结构

净水技术

Ｖ０１．２７。Ｎｏ．４２００８

Ａｕｇｕｓｔ２５ｔｈ，２００８

ＷＡＴＥＲＰＵＲＩＦＩＣＡＴＩＯＮＴＥＣＨＮＯＬＯＧＹ

即使在自由氯浓度ｌ～２ｍｇ／Ｌ，异养菌的浓度也能达到２ｘ１０４ＣＦＵ／ｅｍ２。ＬｅＣｈｅｖａｌｌｉｅｒ等检测了四个州的配水管网及研究了四种管材的生物膜上异养菌的分布，其浓度从０．２ｘ１０７到１０ｘ１０７ＣＦＵ／ｅｍ２．通常是管段服务时间较长异养菌越多．因此也说明了在配水管网中细菌的再生长【１９１。

着时间同样增加了其对氯的耐受性，也许是由于较老的生物膜存在更多的ＥＰＳ团１。

４控制生物膜在管网中生长的措施

４．１去除可生物降解有机物

研究管壁生物膜生长特性的目的是为了寻找有效控制生物膜生长的条件和方法。营养水平是影响生物膜形成的一个重要因素．但是管网系统的细菌不会由于营养水平的限制而停止再生长［２１。尽管ＢＤＯＣ对生物膜的作用很小．但仍是生物膜生长的关键因素。而且。减少有机物的水平也减少了氯的消耗，增加消毒剂的稳定性。减少氯在管网系统中的衰减。

Ｖａｎｄｅｒ

３生物膜中的细菌对消毒剂的抗性

单个生物体的抗性与其生长条件、胞外分泌物及其形成的荚膜有关。而群集的微生物或其生物膜具有更强的抗余氯性，随着生物膜龄增加，抗性也增加。其原因很可能与生物膜的表面性质有关。生物膜对其表面水流具有粘滞性。可有效地浓集水流中的有机物和浊度物质。相对减轻了余氯对生物膜表面生物体的伤害；另一方面，表面生物体具有生态位优势，生理活性较强，再加上长期的贫营养条件，因而抗自由余氯的毒性较强。一氯胺与胞外多糖不反应，杀菌力受微生物聚集和生物膜龄的影响很小。用于管网水消毒效果比自由余氯好，但其杀菌效率较低。

细菌吸附于一定的表面对氯及氯胺具有更强的抵抗力。颗粒活性炭、铜、铅、低碳钢和玻璃挂片生物膜上的细菌。在ｐＨ值７．０对氯的抵抗力是悬浮细菌的１５０到３０００倍以上。Ｌｅｃｈｅｖａｌｌｉｅｒ等研究表明。活性炭（ＧＡＣ）表面的原生异养菌与２．０ｍｇ／Ｌ的氯接触１ｈ。百分之百的存活。在颗粒物的裂缝中的细菌，表面被细胞外的粘液层包裹着，调查者提出它们可能从没与氯直接接触过。而且。ＧＡＣ本身消耗一定的氯。附着在ＧＡＣ上的致病菌如伤寒沙门氏菌、耶尔森氏菌、志贺氏菌，当与２．０ｍｇ／Ｌ的自由氯接触ｌｈ后。细菌的灭活率仅为Ｏ．１４—０．５０ｌｏｇ，４０％一９ｌ％的细菌受到损伤１２０１。

另外．生物膜上的细菌对一氯胺的抵抗力是悬浮细菌的２—１００倍。对生物膜上细菌的灭活效率的降低．可能是由于氯与生物膜组成成分发生化学反应，减少了氯穿透生物膜。而不与细菌本身及管壁材料反应。在这种情况下，氯传输的速率成为大量的消毒剂到细菌表面的限制步骤【２１１。扩散到生物膜的消毒剂分子在水中减少到５０％一８０％。另一方面，氯胺与含硫的氨基酸具有特定的反应。这也是一氯胺灭活附着细菌效果较好的原因。在生物膜表面大量的胞外多聚物（ＥＰＳ）为细菌提供保护，然而ＥＰｓ并没有被发现克雷伯氏杆菌对氯及氯胺有任何的抵抗作用［２２１。但是，值得指出的是，ＥＰＳ以多种化学形式存在，许多ＥＰＳ对细菌具有保护性。生物膜龄及附

Ｋｏｏｉｊ等在玻璃反应器中对低ＡＯＣ浓

度的饮用水和外加碳源的饮用水对生物膜的形成的影响进行了研究．得出在低浓度基质条件下ＢＦＲ

（ＢｉｏｆｉｌｍＦｏｒｍａｔｉｏｎＲａｔｅ）远远小于外加碳源的情

况１１１】。Ｊ．Ｐ．Ｃｈａｎｄｙ等研究了基质浓度对生物膜形成的影响以及生物膜形成后对消毒剂余量的影响，发现悉尼饮用水中碳源是生物膜生长的限制因素，生物膜的形成加剧了化合氯的衰减．化合氯存在的条件下生物膜仍然可以生长。而在低基质条件下，加氯消毒，则没有观测到生物膜的生长【ｌＯｌ。

水厂提高净化处理构筑物的运行效率。去除细菌生长所需的营养基质，可以为控制管网细菌生长打下了良好基础。另外。管网加强管理、定期清洗、防止管道腐蚀与结垢．能够有效地阻止生物膜的形成。李爽的研究表明，管材对于内壁生物膜的发育速度影响很大．当生物膜发育日趋成熟时则管材的影响作用减小，定期更新管段可有效阻止生物膜的发育。ＡＯＣ和ＢＤＯＣ代表的是细菌容易利用分解的有机物．生物处理技术是有效的单元处理工艺。生物处理能直接降解小分子量亲水性的有机物，利用胞外酶分解大分子量有机物。并能降低胶粒的Ｚｅｔａ电位。使胶粒更容易脱稳［２４１。当前水源普遍受到污染，单靠一种工艺并不具有制备生物稳定水的能力．采用预处理、常规处理、深度处理相结合的组合工艺将是获得生物稳定性出水的有效途径。

４．２磷作为控制生物膜生长的限制因子

近年研究表明，磷和碳一样。也是微生物生长的限制因子之一。也可以作为控制管壁生物膜形成的一个重要方法。而且在分析检测和水处理工艺的处理效果上与ＡＯＣ相比，更具实用价值．但磷并不能完全取代ＡＯＣ这一传统的控制饮用水生物稳定性的指标。已有研究指出，在ＡＯＣ浓度低于１０¨ｇ乙

一７一

周玲玲，张永吉，黄飞，等．给水管壁生物膜特性与控制方法

Ｖ０１．２７，Ｎｏ．４，２００８

酸碳／Ｌ时，仍可从水中分离出大肠杆菌，总磷含量

低于２“扎时，仍能够维持微生物大量繁殖。因此，

将磷与ＡＯＣ共同作为饮用水生物稳定性的控制指标．在实际生产工艺中同时控制磷和ＡＯＣ的含量，或者针对某些水质特性重点采用其中一种控制指标。对于抑制生物膜形成可能取得理想的效果嘲。

５结语与展望

给水管壁生物膜会降低饮用水的微生物安全性。国内对给水管网内壁生物膜的研究尚处于初步探索阶段，还须从以下方面做深入研究。

（１）ＡＯＣ与管壁生物膜中细菌的生长有着某种关系。目前只是对一些实际给水管网进行了调查工作．而对于有消毒剂存在下管壁细菌生长动力学及ＡＯＣ与管壁生物膜中细菌的相互关系方面还需进一步研究。

（２）自然界中９０％以上的细菌是不能使用人工方法培养出来的，尝试采用分子生物学的方法，例如聚合酶链式反应（ＰＣＲ），凝胶电泳、测序反应获得ＤＮＡ组成，分析哪些是致病菌、条件致病菌及优势菌种；应用荧光原位杂交（ＦＩＳＨ）与激光扫描共聚焦显微镜（ＣＬＳＭ）联用，对给水管壁的生物膜群落结构进行考察，通过微生物染色体的染色。不仅得到不同微生物、不同种群之间的演化关系，而且还可得到有关微生物代谢和遗传方向的信息。

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Ｋ．Ｃａｍｐｅｒ，ＢｒｉａｎＤ．Ｅｌｌｉｓ，ｅｔａ１．

Ｃｈｌｏｒｉｎａｔｉｏｎｏｆｍｏｄｅｌｄｒｉｎｋｉｎｇｗａｔｅｒ

ｂｉｏｆｉｌｍ：ｉｍｐｌｉｃａｔｉｏｎｓｆｏｒ

ｇｒｏｗｔｈａｎｄ

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（１７）：４３９１－４４０５．【６１

ＭｉｒｍａＭ．Ｋｅｉｎａｎｅｎ，ＬｅｅｎａＫ．Ｋｏｒｈｏｎｅｎ，ＭａｒｋｋｕＪ．Ｌｅｈｔｏｌａ．ｅｔ

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ｗａｔｅｒｂｉｏｆｉｌｍ

ｃａｎ

ｂｅａｆｆｅｃｔｅｄｂｙｐｈｏｓｐｈｏｒｕｓ

ａｖａｉｌａｂｉｌｉｔｙｍ．ＡｐｐｌｌｉｅｄＥｎｖｉｒｏｎ—

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【ｌＯ】ＣｈａｎｄｙＪ

Ｐ，ＡｎｄｅｓＭＬ．Ｄｅｔｅｒｍｉｎａｔｉｏｎｏｆ

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【１２１

ＬｅｅｈｅｖａｌｌｉｅｒＭＷ，ＷｅｌｃｈＮＪ，ＳｍｉｔｈＤＢ．Ｆｕｌｌ８ｃａｌｅｓｔｕｄｉｅｓｏｆｆａｃｔｏｒｓｒｅｌａｔｅｄｔｏ

ｃｏｌｉｆｏｒｍｒｅｇｒｏｗｔｈ

ｉｎ

ｄｒｉｎｋｉｎｇｗａｔｅｒ［Ｊ］．Ａｐｐｌｌｉｅｄ

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ｏｒｇａｎｉｃ

ｃａｒ－

ｂｅｎ（ＢＤＯＣ）ｃｏｎｔｅｎｔｏｆｄｒｉｎｋｉｎｇ

ｗａｔｅｒ

ａｎｄ

ｐｏｔｅｎｔｉａｌｒｅｇｒｏｗｔｈｏｆ

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ＬｅｈｔｏｌａＭＪ．ＭｉｅｔｔｉｎｅｎＩ

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ｄｒｉｎｋｉｎｇｗａｔｅｒ

ａｆｆｅｃｔｅｄ

ｂｙｌｏｗｃｏｎｃｅｎｔｒａｔｉｏｎｏｆ

ｐｈｏｓｐｈｏｒｕｓ们．

Ｃａｎａｄｉａｎ

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ＷＪ，ｅｔａ１．Ｑｕａｎｔｉｔａｔｉｖｅｏｂｓｅｒｖａ－

ｔｉｏｎｓ

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ｂｉｏｆｉｌｍｓ叨．

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［１９】

Ｎａｇ，／ＬＡ。ＯｌｓｏｎＢＨ．Ｏｃｃｕｒｒｅｎｃｅａｎｄｓｉｇｎｉｆｉｃａｎｃｅｏｆｂａｃｔｅｒｉａ／。

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ｓｕｒｆａｃｅｓ【Ｍ】．

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【２ｌ】

ＬｅｅｈｅｖａｔｌｉｅｒＭＷ，ＣａｗｔｈｏｎＣＤ，ＬｅｅＲＧ．Ｆａｃｔｏｒｓ

ｐｒｏｍｏｔｉｎｇ

ｓｕｒｖｉｖａｌｏｆｂａｃｔｅｒｉａｌｉｎｃｈｌｏｒｉｎａｔｅｄ

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Ｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔａｌ

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ＬｅｅｈｅｖａｌｌｉｅｒＭ

Ｗ。ＳｃｈｕｌｚＷ，ＬｅｅＲＧ＇ｅｌ：ａ１．Ｂａｃｔｅｒｉａｌ

ｎｕｔｒｉｅｎｔｓ

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ｄｒｉｎｋｉｎｇ

ｗａｔｅｒ［Ｊ］．ＡｐｐｌｌｉｏｄＥｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔａｌＭｉｃｒｏｂｉｏｌｏｇｙ，１９９１，

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ＬｅｃｈｅｖａｌｌｉｅｒＭＷ。ＣａｗｔｈｏｎＣＤ，ＬｅｅＲＧ．Ｉｎａｃｔｉｖａｔｉｏｎｏｆ

ｂｉｏｆｉｌｍ

ｂａｃｔｅｒｉａｌ［Ｊ］．ＡｐｐｌｌｉｅｄＥｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔａｌＭｉｃｒｏｂｉｏｌｏｇｙ，１９８８ｂ，

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【２５】

杨艳玲，李星，李圭白，等．饮用水生物稳定性控制指标探讨田．给水排水．２００５．３１（２）：１２－１６．

给水管壁生物膜特性与控制方法

作者：周玲玲， 张永吉， 黄飞， 李伟英， 李圭白， ZHOU Ling-ling， ZHANG Yong-ji，HUANG Fei， LI Wei-ying， LI Gui-bai

作者单位：

周玲玲,李圭白,ZHOU Ling-ling,LI Gui-bai(哈尔滨工业大学市政环境工程学院,黑龙江哈尔滨,150090)， 张永吉,李伟英,ZHANG Yong-ji,LI Wei-ying(同济大学污染控制与资源化研究国家重点实验室,上海,200092)， 黄飞,HUANG Fei(宜宾学院化学化工系,四川宜宾,644000)

刊名：净水技术

英文刊名：WATER PURIFICATION TECHNOLOGY年，卷(期)：2008，27(4)被引用次数：

1次

参考文献(25条)

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相似文献(5条)

1.会议论文 周玲玲.张永吉.李圭白 氯对给水管壁生物膜的氧化特性研究 2008

以载片上培养的大肠杆菌生物膜为研究对象,考察了氯对给水管壁生物膜中微生物的灭活效果,及氯氧化生物膜后水中生物可同化有机碳(AOC)、生物可利用磷(MAP)和细菌生长潜能(BRP)的变化情况。结果表明:氯可以有效的灭活悬浮态的大肠杆菌,而对生物膜中的大肠杆菌的灭活效率远低于悬浮菌,在相同CT值下,较高浓度的氯对大肠杆菌的消毒效果较好。氯对生物膜的氧化作用会使生物膜中的一些物质溶出,从而增加水中AOC和MAP浓度。水中AOC和MAP浓度与氯的投量及CT值有关,随着CT值的增加,AOC和MAP的浓度增加,当氯的浓度为1.0mg/L时,水中AOC和MAP含量最高。氯的氧化作用会增加水的细菌生长潜能,BRP随着CT值的增加而增加,在氯投量为1.0mg/L时,BRP最高。

2.期刊论文 李爽.张晓健 给水管壁生物膜的生长发育及其影响因素 -中国给水排水2003,19(z1)

采取实际给水管网采样和模拟管段等研究方式,分析了实际管网生物膜的情况及其影响因素和不同管材条件下生物膜的发育过程.结果表明:管段服务年限越长、内壁腐蚀越严重的管段,其生物膜活菌数越多,且金属管段比石棉管段的生物膜活菌数要高;水中悬浮菌的含量在一定程度上和生物膜活菌数呈正相关关系,而与管材和使用年限因素相比,水中生物可同化有机碳(AOC)浓度对生物膜的影响较小;不同管材对于内壁生物膜的发育速度影响很大,当生物膜发育日趋成熟时管材的影响作用减小,管壁生物膜的发育成熟时间＞6个月,定期更新管段可以有效地阻止生物膜的发育;内壁扫描电镜结果显示,镀锌钢管的管垢有明显的孔洞和裂缝,PVC管则比较均匀一致,管道内壁可明显观察到微生物的存在.

3.期刊论文 周玲玲.刘文君.张永吉.ZHOU Ling-ling.LIU Wen-jun.ZHANG Yong-ji 给水管壁生物膜附着异养菌与水中悬浮菌活性比较 -中国给水排水2007,23(21)

使用生物膜培养反应器(RAB),在实验室的可控条件下,待挂片上的生物膜达到稳定后进行间歇运行,分别对生物膜中异养菌及水中悬浮菌的活性进行了研究.结果发现,在间歇运行模式下,AOC浓度随着运行时间的延长而不断下降,经过了24 h后由最初的64 μg/L下降到28μg/L(以乙酸碳计).水中的悬浮菌和生物膜中异养菌的数量均随着运行时间先增加后下降,但前者波动较大.在前12 h,悬浮菌和生物膜上附着细菌的活性都有所增加,之后悬浮菌的活性迅速降低,而生物膜上附着细菌的活性仅有小幅度下降,表明其对环境的适应能力要强于水中的悬浮菌.

4.期刊论文 王迪.Liu Wenjun.刘文君.顾军农.张素霞 可同化有机碳及氯浓度对给水管网中生物膜生长的影响 -给水排水2008,34(2)

以北京市自来水集团有限责任公司第九水厂炭滤池出水为研究对象,通过中试规模的臭氧活性炭工艺控制和改变进入模拟管网水中的可同化有机碳(Assimilable Organic Carbon,AOC)及余氯浓度,确定AOC含量、余氯与给水管壁生物膜生长的定量关系.试验表明:AOC浓度对管网中生物膜的生长有显著的影响,在不加氯的条件下模拟管网进水AOC维持在100 μg/L左右时,模拟管网中挂片生物量达到107 CFU/cm2量级;在进水AOC维持在40～50 μg/L时,挂片生物量下降显著,维持在104CFU/cm2量级.在加氯后挂片生物量不超过103 CFU/cm2量级,在余氯0.3～0.5 mg/L下挂片生物量稳定在102 CFU/cm2量级,同不加氯时相比生物膜的生长得到很好的抑制.

5.学位论文 刘慧娜 给水管网管壁生物膜微生物多样性研究 2007

给水管网系统在整个供水体系中占有重要地位，对水质安全起到了关键作用。人们越来越关注给水管道的二次污染问题，并提出了饮用水水质的生物稳定性概念。控制管道细菌再生长是提高水质生物稳定性的关键所在。给水管网管壁生物膜中微生物可能因水力条件的变化而脱落到水体，因此，生物膜作为一个微生物缓慢释放器而存在于管网中。

目前对管道内生物相的研究还较少，本文尝试从生物学角度出发，对给水管网进行模拟并培养生物膜，对不同时期管壁中形成的生物膜进行研究，分析生物膜中细菌种类与生长情况，比较不同管材、不同时期生物膜中细菌的多样性。

实验通过扫描电镜直观地观察管道生物膜中细菌的生长情况，对影响细菌总数的水质指标进行了分析，然后应用API鉴定系统对细菌总数中所选择的菌落进行鉴定。

从扫描电镜和细菌总数可以看出，模拟管网管壁表面所形成的管垢中有许多大小不均的孔隙，为细菌的附着生长进而形成生物膜提供了条件，生物膜中附着了大量的细菌及菌胶团。大量细菌的附着生长为致病菌提供了良好的生长环境，一旦管道中流速或水压发生急剧变化，管壁生物膜可能脱落，容易引起细菌数量增多。

实验引入分子生物学技术对给水管壁生物膜细菌多样性进行研究，通过基于16SrDNA的PCR-DGGE(变性梯度凝胶电泳)图谱分析，对不同的管壁生物膜样品中微生物多样性进行了比较。实验证明，通过该方法，可以获得传统培养方法无法得到的菌株的情况，能够更全面真实地反映饮用水微生态环境的面貌，对自来水企业保障饮用水的微生物水质安全、保证人民的身体健康是很有帮助的。

本文链接：http://d.g.wanfangdata.com.cn/Periodical_jsjs200804002.aspx授权使用：吕先竟(wfxhdx)，授权号：292ff9f1-172d-4de7-8c06-9e1b01376c0e

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聚乙烯（PE100）管材价格表

压力 PN0.6Mpa 等级 SDR26 外径 壁厚 价格 (mm) (mm) 元/米 20 25 32 40 50 63 75 90 110 125 160 180 200 225 250 280 315 355 400 450 500 560 630 710 800 900

4.2 4.8 6.2 6.9 7.7 8.6 9.6

43.40 58.80 93.10 122.40 144.60 188.50 209.10

PN0.8Mpa SDR21 壁厚 价格 (mm) 元/米 4.3 5.3 6.0 7.7 8.6 9.6

33.00 49.50 72.20 105.00 149.20 162.80

（GB/T13663-2000） PN1.0Mpa PN1.25Mpa SDR17 SDR13.6 壁厚(mm) 4.5 5.4 6.6 7.4 9.5 10.711.913.414.816.618.721.123.726.729.733.237.442.147.453.359.3

价格 元/米 29.10 40.90 60.70 88.40 127.80 184.00 198.80 287.30 311.00 451.10 499.60 666.00 811.80 1029.001271.601592.202017.102558.303364.004890.246044.48

壁厚(mm) 4.7 5.6 6.7 8.1 9.2 11.813.314.716.618.420.623.226.129.433.136.841.246.352.258.8

价格 元/米 25.50 35.70 51.70 73.90 107.60 155.90 223.80 242.20 356.30 386.90 550.40 615.40 809.80 989.70

PN1.6Mpa SDR11 壁厚 价格 (mm) 元/米 2.3 2.3 3.0 3.7 4.6 5.8 6.8 8.2

3.98 5.10 7.91 13.20 20.40 29.40 42.60 59.90

10.0 88.80 11.4 130.90 14.6 188.90 16.4 275.40 18.2 298.60 20.5 430.30 22.7 468.00 25.4 664.20 28.6 743.00 32.2 977.60 36.3 1197.60

10.8 234.70 11.9 253.00 13.4 362.30 15.0 402.33 16.9 539.80 19.1 663.30 21.5 838.75 23.9 1036.20

10.7 292.80 12.1 331.50 13.6 420.00 15.3 532.50 17.2 673.20 19.1 830.70

1250.10 40.9 1517.701552.60 45.4 1872.201943.10 50.8 2346.802456.80 57.2 2972.703123.90 4107.50

21.4 1042.50 26.7 1297.7024.1 1320.00 30.0 1639.5027.2 1692.10 33.9 2086.5030.6 2218.80 38.1 2735.7634.4 3171.52 42.9 3933.76

1000 38.2 3897.28 47.7 4861.76

注： PE排水管，拖拉管38折，PE给水管42折

联系人： 刘先生 网 址：

电 话： 0510-86293343 手 机：[1**********]

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