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山东省济南市地处于黄河下游,城市的主要供水水源为黄河水和地下水,导致城市供水管网需要频繁进行不同水源供水的切换,而且不同水厂的出水水质存在着差别,在多水源供水发生切换时,易造成水质的不稳定;黄河下游城市供水管网供水管材以铸铁管材为主,普遍存在老化问题,管道内壁腐蚀严重,易滋生生物膜,黄水现象时有发生,而黄水的理化性质、微生物特征不明。由于目前管网供水生物稳定性研究尚缺乏基础数据,因此分析对城市饮用水管网生物稳定性进行研究并建立相应的稳定性评估指标体系具有重要的理论和现实意义。在此背景下,针对黄河下游地区腐蚀型水质,本研究对不同材质管壁生物膜中微生物群落类型及优势种群,研究适用于黄河下游城市示范区多水源切换管网的水质生物稳定性评估指标,分析示范区管网末梢“黄水”的成因。实验选取济南市供水水质为主要研究对象,主要的研究内容为:一是对济南市水厂水质的历史数据,以及玉清水厂和鹊华水厂先用的处理工艺进行对比分析。二是对主城区八个采样点水样的生物可同化有机碳(AOC)、可生物利用磷(MAP)和异养菌数(HPC)以及生物可降解溶解性有机碳(BDOC)指标在4月到7月的数据进行分析来研究济南饮用水的生物稳定性现状。三是对济南甸柳加压站饮用水不同流量和功率条件下,紫外消毒前后水质的AOC(可同化有机碳)和菌落总数进行测定,对紫外线消毒的效果和对饮用水生物稳定性的影响进行研究。以及供水管网中的生物多样性和管网末梢的黄水理化性质进行研究,并得到如下结论:(1)2008-2010年对五个水厂水质指标的对比分析发现,以地下水为水源的工业北路水厂的浑浊度、耗氧量指标以及菌落总数等水质指标比较低,说明地下水源的水质相比黄河水源的水质较好;而受黄河水的影响比较大的玉清水厂和鹊华水厂水质指标相对较高,最大值均出现在每年的3-4月和7-9月左右,有一定的规律性。通过菌落总数与其它水质指标的相关性分析,发现其相关性系数都不高,可能菌落在进入供水管网之前就已经是存在的,水源水水质卫生状况在很大程度上决定了出厂水的水质卫生状况;而玉清水厂采用的是常规处理工艺,鹊华水厂采用了臭氧-活性炭深度处理,从监测结果来看,鹊华水厂出厂水质要优于玉清水厂,因此,原水的水质和处理工艺是影响水厂出水水质的关键因素。(2)济南主城区八个取样点水质的AOC、MAP、HPC以及BDOC经分析后,发现其饮用水的稳定性基本上都能够达标。AOC有季节性变化特征,基本趋势是随温度的升高而升高,AOC组成中AOC-P17占优势,且AOC-P17受季节影响较大,随水温升高而升高,AOC-NOX随季节变化不明显。AOC与水中悬浮菌HPC的相关性较差。(3)对BDOC的监测结果看来,夏季BDOC的平均值均大于限定值,超出水质稳定标准,而春季BDOC的均值能够达到水质稳定,来自玉清水厂的管网水各月的BDOC平均值均高于来自鹊华水厂的管网水,BDOC与HPC做相关性分析,发现其相关性较差。而管网点整体的MAP较低,MAP随季节变化规律不明显。MAP与HPC相关性也较差。(4)对于水质生物稳定性的评价指标,因BDOC检出限较高,检出灵敏度不及AOC,建议不单独使用,且BDOC的检测周期长(28天)、对仪器要求高、检测成本也较高,因此对于某监测点的水质生物稳定性,可以选择AOC、MAP、悬浮菌HPC及利用反应器测定的附着性指标联用来进行评价。(5)通过对甸柳加压站消毒前后水质中的菌落总数对比分析看来,紫外消毒效果还是很明显的,四个水样中水质中的菌落总数在消毒后平均减少了28.7%,最高达到39.3%。但是通过实验研究对紫外线对AOC的影响,发现在同一流量下,功率不断变大过程中,经紫外线消毒后水中的AOC分别增加了47.6%、83.8%、181.9%。饮用水在经过紫外消毒后虽然菌落总数在一定程度下减少,但是AOC的值却是变大的,而AOC升高则可能诱导细菌的繁殖,因此,对饮用水的紫外消毒效果尚需综合分析。(6)利用分子生物学和传统微生物学手段对管垢和锈瘤中微生物群落的研究表明:在管网中共检出鉴定了10种细菌,这10个菌株分别属于芽孢杆菌属,短小杆菌属,肠杆菌属,假单胞菌属,鞘氨醇单胞菌和不动杆菌属。通过不同的腐蚀产物样品的PCR产物的DGGE图谱对比发现,在不同的铸铁给水管道中存在的微生物种群类似,但在数量上略有差异。黄水中的微生物种类绝大多数与管网腐蚀产物相同,这表明管网水中悬浮的微生物与给水管道中的锈瘤形成有直接关系。