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随着水资源短缺和污染加剧，长距离输水成为解决供水资源紧缺矛盾的有效措施，长期运行的原水输水管道内附着微生物的生物作用会对原水水质产生显著影响，近年来长距离输水管道内水质变化及管壁生物净水作用等引起业界的高度关注。研究长距离输水管道管壁生物净水效能的影响因素，对保障原水水质稳定和管道生物降解功能具有重要意义。 本研究采用管道反应器模拟实际长距离输水管道，探讨了流速对微生物生长特点、净水效能及水质变化规律的影响，臭氧预氧化作为调控输水管道水质的措施之一对水质及微生物带来的影响，为今后的长距离输水过程的水质安全保障技术提供了有价值的参考。 对不同流速条件下的管道生物膜形成及净水效能的研究结果表明，低流速有利于微生物的附着生长及对氨氮的降解作用，生物膜生长稳定后，低流速下溶解氧传质受限，对氨氮的去除效果有波动;较高流速可促进溶解氧的传递，更有利于生物膜中氨氧化菌和异养菌的生长，可进一步改善对氨氮的去除效果。流速对亚硝酸盐氮、硝酸盐氮、总有机碳的去除率影响不大。氨氮、亚硝酸盐氮和总有机碳的去除率分别达到87％、91％、27％，运行稳定后硝酸盐氮浓度比原水平均升高52％。污染物的去除主要靠管道生物膜中微生物的氧化降解及硝化作用。 生物膜净水效果影响因素的试验结果表明，臭氧可对生物膜净水效能造成显著影响，可显著降低生物膜中氨氧化菌和异养菌的活性;臭氧浓度越高，生物膜的损伤越严重，但臭氧冲击有利于生物膜更新，投加臭氧后72h生物膜恢复到原来水平，120h后生物膜中氨氧化菌和异养菌数量均高于对照组。投加臭氧显著降低了生物膜对氨氮、亚硝酸盐氮及总有机碳的去除效果，投量越大，影响越大。恢复阶段，生物膜对氨氮、亚硝酸盐氮及总有机碳的去除率分别在120h、192h、及144h恢复原有水平。氨氮去除率与生物膜氨氧化菌数量具有良好的指数关系，其相关系数达到0.8以上。 臭氧预氧化的研究结果表明，不同氨氮浓度对生物膜净水效能的影响不同，投加臭氧后，生物膜大量脱落，造成出水浊度上升;生物膜恢复生长过程中浊度呈稳定降低的趋势。高氨氮浓度下生物膜中氨氧化菌和异养菌的数量恢复较快，生物膜对氨氮的去除率也恢复较快;氨氮浓度的升高使得亚硝的积累量增加，且积累量达到最大的时间延后，但氨氮变化对亚硝酸盐氮去除率的恢复时间基本没有影响。