專利名稱：一種利用生物膜中鐵氧化還原細(xì)菌的作用維持管網(wǎng)水質(zhì)穩(wěn)定性的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種多水源供水及水源頻繁切換條件下維持管網(wǎng)水質(zhì)穩(wěn)定性的方法，具體地說涉及一種多水源供水模式下利用管網(wǎng)生物膜中鐵氧化還原細(xì)菌的作用維持管網(wǎng)水質(zhì)穩(wěn)定性，控制“黃水”發(fā)生的研究方法。
背景技術(shù)：
多水源的供水模式將為北京市經(jīng)濟(jì)社會的協(xié)調(diào)快速發(fā)展提供重要的水資源支撐，有效保障其對水量的需求。長期以來，北京市輸配水管網(wǎng)系統(tǒng)主要輸送相對單一、較為穩(wěn)定的水質(zhì)，并在長時(shí)間輸配過程中管壁形成了穩(wěn)定的腐蝕層，輸配水過程對水質(zhì)的影響較小。隨著多水源供水局面的形成，管網(wǎng)系統(tǒng)內(nèi)水質(zhì)將與原先水質(zhì)明顯不同并可能出現(xiàn)頻繁變化的現(xiàn)象，從而可能導(dǎo)致原先穩(wěn)定腐蝕層破壞與脫落釋放，供水水質(zhì)急劇惡化甚至出現(xiàn)大面積“黃水”的現(xiàn)象。因此，要建立起應(yīng)對多水源切換與不同水源混合的輸配水系統(tǒng)水質(zhì)穩(wěn)定化方案。目前控制管網(wǎng)穩(wěn)定性的方法主要是改變水質(zhì)條件，例如氯離子、硫酸根離子濃度及堿度等，從而改變其拉森指數(shù)，保持管網(wǎng)化學(xué)穩(wěn)定性；另外就是通過去除水中有機(jī)物，力口氯消毒等維持管網(wǎng)生物穩(wěn)定性。但是，多水源切換條件下改變水質(zhì)及改變工藝去除水中有機(jī)物的方法比較難以實(shí)施。因此需要新的控制管網(wǎng)腐蝕的方法，防止“黃水”的發(fā)生，從而更好的保持管網(wǎng)水質(zhì)穩(wěn)定。我們通過對改變水質(zhì)后未發(fā)生“黃水”的北京田村管及發(fā)生“黃水”的北京甘露園管的管垢進(jìn)行分析，并對其進(jìn)行進(jìn)一步的實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)通過調(diào)節(jié)消毒劑的使用量，使其形成穩(wěn)定的管垢，鐵還原菌成為優(yōu)勢菌，從而可以減少鐵的釋放，保持管網(wǎng)水質(zhì)穩(wěn)定
發(fā)明內(nèi)容
·本發(fā)明的目的在于提供一種多水源供水條件下維持管網(wǎng)水質(zhì)穩(wěn)定性的方法，針對多水源供水條件下水質(zhì)變化頻繁狀況，通過調(diào)節(jié)進(jìn)入管網(wǎng)的消毒劑的量，使其形成穩(wěn)定的管垢，從而可以抑制拉森指數(shù)變化對管網(wǎng)水質(zhì)的影響，減少“黃水”發(fā)生的概率，保持管網(wǎng)水質(zhì)穩(wěn)定。為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供的多水源供水模式下維持水質(zhì)穩(wěn)定性的方法，根據(jù)不同水質(zhì)條件先用一定量的消毒劑對其進(jìn)行消毒，控制進(jìn)入管網(wǎng)水中余氯濃度，使其在消毒劑和管網(wǎng)水質(zhì)的共同作用下在管網(wǎng)中形成穩(wěn)定的氧化層和生物膜，而生物膜中使鐵還原菌成為優(yōu)勢菌，通過這種穩(wěn)定的氧化層確保管網(wǎng)水質(zhì)穩(wěn)定性，保障管網(wǎng)出水水質(zhì)。所述的方法中，要用合適的消毒劑劑量對原水進(jìn)行消毒，使進(jìn)入管網(wǎng)的水中余氯濃度 1.5-2.5mg/L ；所述的方法中，在消毒劑和水質(zhì)的共同作用下經(jīng)過50-70天的時(shí)間，管網(wǎng)形成穩(wěn)定的氧化層和生物膜；
所述的方法中，生物膜中相比與鐵氧化菌，鐵還原菌更為優(yōu)勢菌。本發(fā)明通過調(diào)節(jié)進(jìn)入管網(wǎng)的消毒劑量使管網(wǎng)中形成穩(wěn)定的氧化層和生物膜，生物膜中鐵還原菌成為優(yōu)勢菌，其與鐵氧化菌可以對腐蝕產(chǎn)物形成氧化還原的循環(huán)環(huán)境，從而可以減少水質(zhì)變化對管網(wǎng)腐蝕的影響，保持管網(wǎng)水質(zhì)穩(wěn)定。另外此方法相對于改變工藝，去除水中有機(jī)物等更簡便而且易于操作，節(jié)省成本，完全有希望應(yīng)用于實(shí)際管網(wǎng)水質(zhì)控制領(lǐng)域。


:圖1為田村管濁度隨運(yùn)行天數(shù)的變化。圖2為甘露園管濁度隨運(yùn)行天數(shù)的變化。圖3為田村及甘露園管生物膜的表征。
具體實(shí)施方式
:本發(fā)明用未發(fā)生黃水的田村管和發(fā)生黃水的甘露園管進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)通過消毒劑的投加可以使管網(wǎng)形成穩(wěn)定的氧化層和生物膜，生物膜上鐵還原菌成為優(yōu)勢菌，利用鐵氧化還原菌的作用抑制水質(zhì)尤其是拉森指數(shù)的變化對管網(wǎng)水質(zhì)的影響，保持管網(wǎng)水質(zhì)穩(wěn)定性。通過下面給出的實(shí)施例和應(yīng)用例，可以看出本發(fā)明的技術(shù)特征和優(yōu)點(diǎn)。
具體實(shí)施方式
一:田村管管網(wǎng)水質(zhì)的變化研究將經(jīng)消毒的水通入田村管，使其進(jìn)入管網(wǎng)余氯濃度為1.5-2.5mg/L，經(jīng)過不同天數(shù)改變水質(zhì)的拉森指數(shù)，實(shí)驗(yàn)結(jié)果發(fā)現(xiàn)管網(wǎng)出水濁度在不同拉森指數(shù)條件下變化不是很大，濁度比較低，符合水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)要求。
具體實(shí)施方式
二:甘露園管管網(wǎng)水質(zhì)的變化研究將經(jīng)消毒的水通入甘露園管，使其進(jìn)入管網(wǎng)余氯濃度為1.5-2.5mg/L，經(jīng)過不同天數(shù)改變水質(zhì)的拉森指數(shù)，實(shí)驗(yàn)結(jié)果發(fā)現(xiàn)前50天管網(wǎng)出水濁度很大，易發(fā)生“黃水”，50天以后管網(wǎng)出水濁度在不同拉森指數(shù)條件下變化不是很大，管網(wǎng)出水相對比較穩(wěn)定。
具體實(shí)施方式
三:不同管網(wǎng)生物膜表征對未發(fā)生黃水的田村管及發(fā)生黃水的甘露園管形成的生物膜進(jìn)行DNA提取、基因擴(kuò)增和變性梯度凝膠電泳(PCR-DGGE)分析，知甘露園管之所以發(fā)生黃水是因?yàn)槠渖锬ぶ需F氧化菌為優(yōu)勢菌，鐵氧化菌容易造成鐵離子釋放，管網(wǎng)出水濁度隨進(jìn)水拉森指數(shù)的變化而變化大，而提高進(jìn)入管網(wǎng)的余氯量后，管網(wǎng)生物膜結(jié)構(gòu)發(fā)生了變化，出現(xiàn)了鐵還原菌，而且其成為了優(yōu)勢菌，是腐蝕產(chǎn)物中形成鐵的氧化還原循環(huán)環(huán)境，因而可以抑制管網(wǎng)腐蝕，減輕水質(zhì)拉森指數(shù)變 化對管網(wǎng)水質(zhì)影響，更好的保證管網(wǎng)出水水質(zhì)；未發(fā)生黃水的田村管管網(wǎng)出水濁度變化小，經(jīng)分析知就是因?yàn)橐婚_始管網(wǎng)生物膜就以鐵還原菌為主。
權(quán)利要求
1.一種利用生物膜中鐵氧化還原細(xì)菌的作用維持管網(wǎng)水質(zhì)穩(wěn)定性的方法，針對多水源供水模式下水質(zhì)變化頻繁狀況，根據(jù)不同水質(zhì)條件先用一定量的消毒劑對其進(jìn)行消毒，控制進(jìn)入管網(wǎng)水中余氯濃度1.5-2.5mg/L，使其在消毒劑和管網(wǎng)水質(zhì)的共同作用下經(jīng)過50-70天時(shí)間在管網(wǎng)中形成穩(wěn)定的氧化層和生物膜，而生物膜中使鐵還原菌成為優(yōu)勢菌，通過這種穩(wěn)定的氧化層抑制拉森指數(shù)變化對管網(wǎng)水質(zhì)的影響，減少“黃水”發(fā)生的概率，保持管網(wǎng)水質(zhì)穩(wěn)定性，保障管網(wǎng)出水水質(zhì)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于要用合適的消毒劑劑量對原水進(jìn)行消毒，使進(jìn)入管網(wǎng)的水中余氯濃度1.5-2.5mg/L。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，在消毒劑和水質(zhì)的共同作用下經(jīng)過50-70天的時(shí)間，管網(wǎng)形成穩(wěn)定的氧化層和生物膜。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所·述的方法，生物膜中相比與鐵氧化菌，鐵還原菌更為優(yōu)勢菌。
全文摘要
一種利用生物膜中鐵氧化還原細(xì)菌的作用維持管網(wǎng)水質(zhì)穩(wěn)定性的方法，針對多水源供水模式下水質(zhì)變化頻繁狀況，根據(jù)不同水質(zhì)條件先用一定量的消毒劑對其進(jìn)行消毒，控制進(jìn)入管網(wǎng)水中余氯濃度1.5-2.5mg/L，使其在消毒劑和管網(wǎng)水質(zhì)的共同作用下經(jīng)過50-70天時(shí)間在管網(wǎng)中形成穩(wěn)定的氧化層生物膜，而生物膜中使鐵還原菌成為優(yōu)勢菌，通過這種穩(wěn)定的氧化層抑制拉森指數(shù)變化對管網(wǎng)水質(zhì)的影響，減少“黃水”發(fā)生的概率，保持管網(wǎng)水質(zhì)穩(wěn)定性，保障管網(wǎng)出水水質(zhì)。
文檔編號C02F3/34GK103241841SQ20121002592
公開日2013年8月14日 申請日期2012年2月7日 優(yōu)先權(quán)日2012年2月7日
發(fā)明者胡春, 王海波 申請人:中國科學(xué)院生態(tài)環(huán)境研究中心