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安全供水保障技术和饮用水的微生物风险是目前研究的热点问题,而供水工程的输配水系统的生物稳定性问题也引起人们的广泛重视。大量的研究表明:管网水中营养基质的存在是管网细菌再生长的主要因素。因此,研究磷和可同化有机碳(AOC)对管网细菌生长的共同影响,以更好的控制饮用水的生物稳定性,具有重要的实际意义。
本文对磷钼杂多酸一孔雀绿光度法测磷的检测方法进行了深入的研究并针对饮用水中微量磷的测定进行了相应的改进,尤其在磷浓度为1~10μg/L范围内与原方法相比优势更明显,为后续开展磷和饮用水生物稳定性关系的研究工作提供了很好的分析手段。
本文以配水水样,考察了碳和磷对饮用水中异养菌生长的限制作用、贫营养条件异养菌生长规律和细菌对磷的利用规律。研究发现:磷和碳对细菌的生长都有一定的限制作用,它们含量间的比例关系将决定着哪一个是水样中细菌再生长的最主要的限制因子。细菌在配水水样中生长所需的碳磷合理比例为100:1.67~2.0,能促使细菌在最短的时间达到最大的数量。碳和磷的浓度对细菌达到最大值的时间有影响。磷浓度越高,异养菌达到最大值的时间越长。贫营养管网的细菌生长规律和一般细菌生长有所不同,细菌生长经过了对数增长期,在第三天就达到最大值,随后进入了衰亡期,然后菌量保持稳定。水中磷的含量变化则正好相反,菌量达到最大时,水中磷量也下降到一个最低值,以后变化很小。
在莫诺方程的基础上,根据试验规律,建立了碳磷双基质浓度对细菌生长协同效应模型、最大菌落数和碳磷浓度关系的数学表达和磷利用动力学模型。用Matlab软件根据试验数据拟合的模型与之对比有很好的相关性。还建立了关于两种基质浓度的细菌增值速率与营养物质消耗关系的方程式,并简化表达了贫营养和富营养下各自的形式,为后续研究管网生物膜生长提供了参考。
不同的水质决定磷或AOC为管网水中细菌再生长的主要限制因子,从而采用经济有效的手段同时对两个指标加以检测和控制,比只单一考虑任何一种指标,能更好的保证饮用水的生物稳定性。碳磷双基质对管网生物膜生长的协同效应的研究为后续实践中提高管网水质,防止管网二次污染提供一条新的思路。