[发明专利]一种利用生物膜中铁氧化还原细菌的作用维持管网水质稳定性的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种多水源供水及水源频繁切换条件下维持管网水质稳定性的方法，具体地说涉及一种多水源供水模式下利用管网生物膜中铁氧化还原细菌的作用维持管网水质稳定性，控制“黄水”发生的研究方法。

背景技术

多水源的供水模式将为北京市经济社会的协调快速发展提供重要的水资源支撑，有效保障其对水量的需求。长期以来，北京市输配水管网系统主要输送相对单一、较为稳定的水质，并在长时间输配过程中管壁形成了稳定的腐蚀层，输配水过程对水质的影响较小。随着多水源供水局面的形成，管网系统内水质将与原先水质明显不同并可能出现频繁变化的现象，从而可能导致原先稳定腐蚀层破坏与脱落释放，供水水质急剧恶化甚至出现大面积“黄水”的现象。因此，要建立起应对多水源切换与不同水源混合的输配水系统水质稳定化方案。

目前控制管网稳定性的方法主要是改变水质条件，例如氯离子、硫酸根离子浓度及碱度等，从而改变其拉森指数，保持管网化学稳定性；另外就是通过去除水中有机物，加氯消毒等维持管网生物稳定性。但是，多水源切换条件下改变水质及改变工艺去除水中有机物的方法比较难以实施。因此需要新的控制管网腐蚀的方法，防止“黄水”的发生，从而更好的保持管网水质稳定。

我们通过对改变水质后未发生“黄水”的北京田村管及发生“黄水”的北京甘露园管的管垢进行分析，并对其进行进一步的实验发现通过调节消毒剂的使用量，使其形成稳定的管垢，铁还原菌成为优势菌，从而可以减少铁的释放，保持管网水质稳定。

发明内容

本发明的目的在于提供一种多水源供水条件下维持管网水质稳定性的方法，针对多水源供水条件下水质变化频繁状况，通过调节进入管网的消毒剂的量，使其形成稳定的管垢，从而可以抑制拉森指数变化对管网水质的影响，减少“黄水”发生的概率，保持管网水质稳定。

为了实现上述目的，本发明提供的多水源供水模式下维持水质稳定性的方法，根据不同水质条件先用一定量的消毒剂对其进行消毒，控制进入管网水中余氯浓度，使其在消毒剂和管网水质的共同作用下在管网中形成稳定的氧化层和生物膜，而生物膜中使铁还原菌成为优势菌，通过这种稳定的氧化层确保管网水质稳定性，保障管网出水水质。

所述的方法中，要用合适的消毒剂剂量对原水进行消毒，使进入管网的水中余氯浓度1.5-2.5mg/L；

所述的方法中，在消毒剂和水质的共同作用下经过50-70天的时间，管网形成稳定的氧化层和生物膜；

所述的方法中，生物膜中相比与铁氧化菌，铁还原菌更为优势菌。

本发明通过调节进入管网的消毒剂量使管网中形成稳定的氧化层和生物膜，生物膜中铁还原菌成为优势菌，其与铁氧化菌可以对腐蚀产物形成氧化还原的循环环境，从而可以减少水质变化对管网腐蚀的影响，保持管网水质稳定。另外此方法相对于改变工艺，去除水中有机物等更简便而且易于操作，节省成本，完全有希望应用于实际管网水质控制领域。

附图说明：

图1为田村管浊度随运行天数的变化。

图2为甘露园管浊度随运行天数的变化。

图3为田村及甘露园管生物膜的表征。

具体实施方式：

本发明用未发生黄水的田村管和发生黄水的甘露园管进行实验，发现通过消毒剂的投加可以使管网形成稳定的氧化层和生物膜，生物膜上铁还原菌成为优势菌，利用铁氧化还原菌的作用抑制水质尤其是拉森指数的变化对管网水质的影响，保持管网水质稳定性。

通过下面给出的实施例和应用例，可以看出本发明的技术特征和优点。

具体实施方式一：田村管管网水质的变化研究

将经消毒的水通入田村管，使其进入管网余氯浓度为1.5-2.5mg/L，经过不同天数改变水质的拉森指数，实验结果发现管网出水浊度在不同拉森指数条件下变化不是很大，浊度比较低，符合水质标准要求。

具体实施方式二：甘露园管管网水质的变化研究

将经消毒的水通入甘露园管，使其进入管网余氯浓度为1.5-2.5mg/L，经过不同天数改变水质的拉森指数，实验结果发现前50天管网出水浊度很大，易发生“黄水”，50天以后管网出水浊度在不同拉森指数条件下变化不是很大，管网出水相对比较稳定。

具体实施方式三：不同管网生物膜表征

对未发生黄水的田村管及发生黄水的甘露园管形成的生物膜进行DNA提取、基因扩增和变性梯度凝胶电泳(PCR-DGGE)分析，知甘露园管之所以发生黄水是因为其生物膜中铁氧化菌为优势菌，铁氧化菌容易造成铁离子释放，管网出水浊度随进水拉森指数的变化而变化大，而提高进入管网的余氯量后，管网生物膜结构发生了变化，出现了铁还原菌，而且其成为了优势菌，是腐蚀产物中形成铁的氧化还原循环环境，因而可以抑制管网腐蚀，减轻水质拉森指数变化对管网水质影响，更好的保证管网出水水质；未发生黄水的田村管管网出水浊度变化小，经分析知就是因为一开始管网生物膜就以铁还原菌为主。