供水管网内壁生物膜的特征及其对水质的影响

供水管网内壁上普遍存在着生物膜,而管网生物膜是导致输配过程水质下降、影响安全供水的重要原因.综合论述了当前有关管网生物膜的形成过程和微生物种群结构特征方面的研究现状,分析讨论了影响生物膜特性的各种因素以及管壁生物膜与水质之间的相互作用机理,并对今后管网生物膜相关的重点研究方向提出了建议.     

基于分子生物学的给水管网生物膜研究

现代分子生物学技术的发展为城市给水管网生物膜的研究提供了新手段。分析城市给水管网生物膜的形成过程及其对供水管网水质、水力等条件的影响。阐述应用传统微生物方法研究城市给水管网生物膜的局限性，并重点介绍了应用较多的聚合酶链式反应（PCR）、变性梯度凝胶电泳（DGGE）和核酸探针技术等现代分子生物学技术。分析认为，现代分子生物学技术拓宽并加深了给水管网研究的广度和深度。     

供水管网生物膜特征及对消毒副产物生成势的影响

通过模拟实际供水管网运行状态,考察了在不同水龄下3种常用管材输水管道中余氯、总有机碳以及生物膜微生物种群结构和活性,并研究了加氯与管壁生物膜产生消毒副产物(DBPs)生成势之间的关系。结果表明,余氯在铸铁管中的衰减速度较快,不锈钢管次之,PE管最小;管网水中TOC的顺序为:PE管铸铁管不锈钢;生物膜中HPC值的大小为:铸铁管 PE管不锈钢管。生物膜细菌群落主要包括变形菌门、放线菌门和拟杆菌门,不同管材管壁生物膜样品的微生物群落组成在门水平上存在明显差异;不锈钢管材中THMs和HAAs生成势最少,PE次之,铸铁管最大。     

供水管网中金属管材的微生物腐蚀机理及防护研究

我国城市供水管网建设初期大多数采用水泥管、镀锌钢管和灰口铸铁管,近年来在供水管网改造工程中均采用了新型金属管材,如球墨铸铁、不锈钢等。研究表明,当金属供水管道长期运输含卤素离子（主要为氯离子）的生活用水时,微生物腐蚀（MIC）现象难以避免和防控。目前,MIC的机理研究在学术界尚未形成统一的认识,主流观点认为胞外电子传递机制（EET）在MIC中扮演了重要角色,该机制可以简述为附着于管壁的特定电活性微生物膜以直接电子传递方式或间接电子传递方式导致管道发生MIC。针对近年来金属供水管网的MIC问题,概述了三类防护方法,包括主流的化学灭菌剂与增效剂联用方法、处于实验阶段的新型纳米材料抗菌剂方法以及抗菌不锈钢管的研发,以期为供水管网中新型金属管材的推广应用提供借鉴。     

管网叠压供水与市政供水管网的相互影响研究

由理论分析和Flowmaster模拟得出,在相同条件下叠压供水方式比传统二次供水方式对市政供水管网的瞬时影响更小.以机场宿舍和东湖丽苑两个泵房为研究对象,分析叠压供水设备与市政供水管网之间的相互影响规律.结果表明,管网压力缓慢变化时对叠压设备的运行基本没有影响;而当管网压力波动幅度较大时,将影响叠压设备供水压力的稳定.水泵启动过程中管网压力较平稳;直接停泵会导致流量剧烈变化并引起水锤,这将威胁供水安全,必须采取相应的水锤防护措施.     

综述供水管网运行方式

作者根据自己多年的工作经验,通过分析小城镇供水管网特点的基础上,对小城镇供水管网的运行方式进行了深入的探讨,指出小城镇供水管网首要选择合适的调节设施或采用变频调速供水方式;在分析用水变化规律的基础上考虑采用二泵站分级供水方式,进行技术经济优化分析后考虑分区、分压或中途加压或采用区域供水的运行方式,以供同行借鉴参考。     

城市供水管网中铝形态特征分析

城市供水管网的水力及水质变化均会对管网水中铝的形态产生一定的影响,为了明确管网中铝的形态特征及变化规律,采用挖取的实际管段设置了不同的管段通水环境,考察管段进水和管段浸泡后出水中溶解铝、颗粒铝、总铝浓度的变化情况。结果显示,管网内水力条件较好时析出颗粒铝的概率较小;pH值升高会促进颗粒铝的溶解;新生成的颗粒铝易于被水流带出;水流停滞、pH值降低是促进颗粒铝发生析出和沉积的重要因素;非均相体系中的颗粒铝被水流带出,是导致少数龙头水总铝过高的原因。     

从管网供水漏失率分析乡镇供水现状

分析了目前乡镇供水回收率普遍偏低的主要原因：供水主管线老化，深井水硬度较大造成管道严重结垢、渗漏，年久失修；规范中乡镇供水标准制定偏高，与实际使用情况不符，造成供水量与用水量的不平衡；乡镇水厂管理水平低，出现以小带大的管线设置，增加了水头损失，降低了供水压力。提出了加强乡镇技术管理水平和对老管线进行测漏排查的建议，以期为合理规划乡镇用水量标准提供参考依据。     

给水管网内生物膜影响化合氯消耗的研究

在实验室利用AR反应器培养生物膜，研究了在各种培养条件下达到稳态的生物膜对化合氯消耗的影响。结果发现：在生物膜的作用下化合氯的消耗可分为两个阶段，即前6h的快速消耗阶段和6h以后的稳定消耗阶段，其中稳定消耗阶段可以用零级动力学模型来描述。达到稳态的生物膜含生物量越多，对化合氯的消耗速率越快，且稳定消耗阶段的消耗系数与培养生物膜所用配水的AOC浓度呈线性正相关；增加剪切力可以提高化合氯向生物膜内部渗透的速率，从而导致其消耗速率加快。     

氯胺消毒对管壁生物膜形成的影响

采用生物膜培养反应器(RAB)模拟给水管网的运行特性,考察了在有氯胺和无氯胺两种条件下铜及不锈钢挂片上附着生物量的变化,并对出水悬浮茵、余氯、浊度的变化进行了研究.结果表明:在无氯胺的情况下,不锈钢和铜挂片上的最大生物量分别为2.54 X 105 CFU/cm2和5.5×103 CFU/cm2,铜挂片上的生物量要明显低于不锈钢挂片的.在氯胺投量为0.5～0.75 mg/L时,其对不锈钢挂片上附着异养茵及出水悬浮菌的控制效果较差,两者分别为5.0×104 CFU/cm2和3×105 CFU/mL;氯胺对铜挂片上生物量的控制效果较好,可使HPC<10 CFU/cm2,而出水中的悬浮菌数量与不锈钢挂片出水的相近,在105数量级.对余氯和浊度的测定结果显示,铜质挂片RAB反应器出水的余氯值要比不锈钢挂片反应器出水的大;投加氯胺对浊度的影响较小.     

研究供水管壁生物膜的模拟系统

综合比较了国外的几种研究管网生物膜生长特性的典型反应器,包括AR(annularreactor)反应器、Robbins'device等,详述了反应器的工作原理及其优点和局限性,针对我国在该领域的研究提出了相应的建议。     

给水管网细菌生长的动力学模型

建立给水管网中的细菌生长动力学模型是模拟实际管网中细菌生长的情况，揭示管网悬浮菌、生物膜、营养基质浓度以及消毒剂浓度之间的相互作用机理的主要途径。为此综合比较了目前国外提出的几种主要动力学模型，包括SSB模型、SANCHO模型和BAM模型等，详细介绍了各种模型的基本原理及其在该研究领域的优点和局限性，为我国在该领域的研究提出了建议。     

折流曝气生物滤池的微生物特性研究

考察了折流曝气生物滤池(BBAF)内的生物膜和微生物种群的分布特征.结果表明:BBAF各单池的比质生物量和比面生物量均随运行时间的增加而增加;沿流程方向各单池的比面生物量逐级递减,而比质生物量呈N字型变化;各单池的生物膜活性沿流程方向也呈N字型变化;由于各单池之间存在浓度梯度,可形成各自的微生物优势种属,有利于BBAF达到最佳运行效果.     

金属给水管道腐蚀现状及研究进展

介绍了国内外关于城市金属给水管道腐蚀的研究现状及进展,着重阐述了输配水系统中金属管道的腐蚀特性、主要危害及控制措施。     

模拟回用水管道生物膜特征及其对铁、锰的富集

以西安市某再生水厂出水作为水源,采用4个CDC生物膜反应器,通过串联模拟回用水管网中生物膜的特征及其对铁、锰的富集.结果表明,回用水管道单位表面积累的生物膜量沿程按幂指数关系递减;生物膜中的异养菌数量沿程减少,其在HRT＜ 25 min区段的数量最多,平均为302 CFU/m2.同时,回用水管道生物膜的溶解态EPS含量沿程先增大再减小,而结合态EPS含量则沿程递减,其中蛋白质/多糖值在前者中为0.91 ～1.29,在后者中为3.18 ～3.91.此外,模拟回用水管道中分布最多的为锰,其次是铁,其中锰在第2个反应器中的质量分数最高,达到生物膜总量的53.9％.     

给水管网脆弱性评价

利用EPANET 2模拟管网节点的污染物浓度变化,得到模拟结束时整个管网暴露在污染风险中的服务人口百分数,并根据百分数的大小将管网节点的脆弱性评价为红色、橙色、绿色三级,红色对应的暴露服务人口百分数最大,橙色其次,绿色最小;同时结合一管网算例给出了详细的脆弱性评价过程和计算结果。该评价方法可以帮助决策者有针对性地制定应急措施,最大限度地降低用户饮用被污染水的风险。     

水厂处理工艺中的微生物群落结构特征研究

应用基因扩增一梯度变性凝胶电泳（PCR-DGGE）分子生物学方法对深圳市XL水库水源和BJ水厂处理工艺中的微生物群落结构特征进行了比较研究。结果表明，采用分子生物学方法能够比较全面地检测微生物群落，有利于准确评价饮用水的微生物安全性。16SrDNA鉴定表明，受污染的MK河水中含致病菌，存在微生物安全性风险，而在XL水库水和BJ水厂出水中均未发现致病菌，微生物安全性好。BJ水厂的处理工艺能够引起微生物群落结构的大幅度变化，水厂原水、砂滤池出水和活性炭池出水中的优势菌群几乎完全不同。掌握微生物群落特征的变化规律对于优化工艺运行具有指导意义。     

城市给水管网的水质变化规律研究

给水安全输配是保障饮用水水质的重要环节，对管网水质变化规律进行研究可为改善管网水质、建立水质模型提供基础数据。以天津市的给水管网为研究对象，沿水流路径开启消火栓放水进行测试，考察了余氯、浊度、TOC和三卤甲烷等主要水质参数在管网中的变化规律。结果表明，管道属性对水质有较大影响，并呈现出明显的规律性；为防止水质恶化，应定期排放管网末梢的死水。