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水对于人类的生产生活有着极为重要的意义。供水系统中饮用水在水厂经过沉淀、过滤、消毒等工艺满足感官和卫生要求后由给水管网系统输配进入小区二次供水环节,并最终到达用户末端龙头。在整个输配过程中,饮用水的水质会因为微生物的生长以及相关的生化反应逐渐下降。因此研究供水系统微生物的再生长的原理并根据结果控制供水微生物再生对于保证给水安全具有明显的现实意义。本文依托上海市市南公司下属南市和长桥水厂及其供水管网系统作为研究对象,自2009年至2011年逐月采集水厂工艺和供水管网及小区二次供水样品,统计饮用水微生物相关指标检测结果,结合消毒和营养因子限值实验结果分析上海市供水系统中微生物再生的机理和受控因素,得出了以下相关结论:1.深度处理工艺能够大量减少水中溶解的有机物浓度和氨氮,有助于控制出水生物稳定性。南市水厂2010年由常规处理工艺更换为深度处理工艺之后,出厂水中除微生物(HPC,总菌)以外各水质污染指标均有明显下降。预臭氧和O3-BAC工艺的作用将CODMn平均去除效率从43.5%提高到52.6%,出水AOC从178μg/L下降到91μg/L,氨氮从1.27mg/L下降到0.59mg/L。2.2011年南市和长桥水厂分别完成了从黄浦江水源水到长江水源水的切换,检测结果显示经过水源切换水厂出水水质也会得到提升。南市水厂出厂水HPC平均水平从181CFU/mL下降到154CFU/mL,CODMn从2.12mg/L下降到1.38mg/L,AOC由91μg/L下降到73μg/L。长桥水厂也有相类似的变化,其出水HPC从286CFU/mL下降到60CFU/mL,CODMn从3.34下降到1.44mg/L,AOC从181μg/L下降到81μg/L。3.饮用水在管网输配过程中,除开总氯,沿管网输配方向各水质指标数据均呈现上升的趋势;在采样期间,管网中微生物再生无法完全抑制。出厂水总菌检出值保持在1CFU/mL的情况下,南市水厂三个不同阶段(黄浦江水源采用常规工艺、黄浦江水源采用深度处理工艺、长江水源采用深度处理工艺)的管网微生物计数总菌平均值分别为73CFU/mL、43CFU/mL和34CFU/mL。这说明伴随深度处理工艺的引入和水源切换,管网微生物的再生依次减少,证明水厂增加深度处理和进行水源切换能够达到改善出厂水生物稳定性的目的。4.二次供水环节也存在微生物再生,并且再生的程度要高于管网阶段,是输配过程微生物再生的主要环节。实际结果证明水厂引入深度处理工艺和水源切换均能有效的减少二次供水环节微生物再生。在常规工艺阶段,南市二次供水采样点总菌平板计数统计结果平均值为920CFU/mL,相较此时管网平均值结果增加了1279%;引入深度处理工艺后,总菌平均为226CFU/mL,比管网平均值提高了438%;切换为长江水源后,总菌平均水平继续下降到35CFU/mL,只比管网平均值增加了6%。5.分析供水系统水质指标的变化情况和微生物再生的关系可以发现,以AOC为代表的生物可利用有机碳源与微生物再生具有很好的相关性。因此供水系统通过降低出厂水AOC等生物可利用碳源的浓度,可提升生物稳定性,从而到达抑制供水系统微生物再生的效果。8.通过小试对于影响生物稳定性的三种主要营养元素进行了研究。水中以乙酸碳形态存在的AOC、氨氮形态存在的氮、以磷酸盐形态存在的磷分别在100μg/L、20μg/L和2μg/L以下的时候,3d内的HPC增长速度减慢,表现出对微生物再生长的明显抑制效果。输配系统中,由于氨氮和磷的浓度通常都超过上述限值,且供水系统中氨氮和磷与微生物再生的限制关系不如AOC明显,因此结论是只有AOC满足作为生物稳定性指标水厂调控因子的要求。7.将水厂出厂水AOC同二次供水各采样点微生物平板计数结果进行线性回归,以总菌100CFU/mL和HPC500CFU/mL作为末端微生物再生限定值,当末端余氯低于0.5mg/L,并且停留时间超过3天的情况下,出厂水AOC必须达到34μg/L以下;在保证二次供水余氯浓度高于0.5mg/L以及停留时间不超过3天的前提下,出厂水AOC应保证在93μg/L以下以确保末端微生物再生不会超过总菌100CFU/mL和HPC500CFU/mL上述限定标准。从实际结果来看,当南市水厂在采用深度处理工艺和切换为长江水源水后,其二次供水小区采样点总菌和HPC平均结果分别保持在100CFU/mL和500CFU/mL的限值以内,出厂水AOC为71μg/L,水质基本满足生物稳定性的要求。8.通过测定水厂出水微生物消毒曲线和管网微生物消毒小试证实水厂出厂水中存在一定数目的耐氯性较强的细菌。这些细菌能够抵抗出厂水消毒剂的杀灭作用(总氯1.5-2.2mg/L),为供水系统微生物再生提供再生菌源,对于仅采用氯消毒剂杀灭出厂水微生物的输配系统具有潜在的威胁。