供水管网中铁细菌对管道腐蚀机理的研究-市政工程专业论文.docxVIP

哈尔滨工业大学工学硕士学位论文 哈尔滨工业大学工学硕士学位论文 万方数据 万方数据 摘 要 饮用水的水质安全问题直接影响着人民的生活和国民经济的发展，保证 饮用水的水质达标是目前的主要研究方向。然而饮用水经过净水厂工艺的处 理水质达标后，需要经过庞大的输配水系统才能给用户使用。由于输配水系 统大都由金属材质构成，金属在饮用水这样的包含各种电解质和微生物的介 质中极易被腐蚀，腐蚀会让输配水系统的一些元素释放到饮用水中，改变饮 用水的各项指标，改变水质，造成饮用水“二次污染”的问题。微生物腐蚀是导 致供水管网配水出现“二次污染”及供水管道锈蚀的生物学原因，研究微生物腐 蚀的规律对解决提高管网水质、改善供水管网“二次污染”问题有重要的意义。 本课题为了能探究微生物腐蚀的具体机理，从单一细菌入手，选择造成 管道腐蚀的两大类细菌（铁细菌和硫酸盐还原菌）之一的铁细菌作为研究对 象。从饮用水中直接分离纯化获得了纯种的铁细菌，观察研究了铁细菌的形 态和生长因素。铁细菌菌落的形态为平滑圆形，呈深棕色并带有金属光泽， 带有轻微的酸臭味。分别测定了冬季与夏季的管道中铁细菌的具体数量，为 230cfu/ml 和 1.4×105cfu/ml，说明铁细菌的生长受温度影响巨大，夏季供水管 网中的铁细菌含量将远高于冬季。 利用分离获得的纯菌种进行了单一细菌的环境下对铸铁材质的铁块的静 态腐蚀试验，记录了短期的腐蚀过程中铁细菌的生长曲线以及铸铁试样的腐 蚀速率和腐蚀电位。结果表明，在腐蚀周期内，由于是封闭的静态环境，铁 细菌的生长完整经历准备期、对数期、稳定期和衰亡期。在无菌条件下，铸 铁的腐蚀速率在 0.010 g/(m2·h)左右，腐蚀电位稳定在-0.620mV 与-0.690mV 之 间，当铁细菌参与腐蚀过程并进入稳定期后，铁细菌数量稳定在 106cfu/ml 左 右， 而 腐 蚀 速 率 增 长 到 了 0.025 g/(m2·h)， 腐 蚀 电 位 从 -730mV 稳 定 变 化 到 -763mV；当转入衰亡期后，铁细菌数量下降到 4.0×105cfu/ml 左右，而腐蚀速 率最高增加到了 0.040 g/(m2·h)，腐蚀电位从-0.763mV 突增到-610mV。铁细菌 对铸铁管材腐蚀的影响不但与细菌的数量有密切的关系，也与铁细菌处于的 生长周期有关系。 I - 最 后 使 用 次 氯 酸 钠 作 为 消 毒 剂 对 铁 细 菌 和 硫 酸 盐 还 原 菌 进 行 了 灭 活 试 验，结果表明用次氯酸钠作为消毒剂时保证 0.2mg/L 的余氯浓度，能达到对铁 细菌和硫酸盐还原菌 90%以上的去除率。为设计供水管网中的余氯浓度，控 制微生物腐蚀提供了理论依据。 关键词 铁细菌；二次污染；腐蚀；供水管网 II - Abstract The security of drinking water quality directly affect s the development of peoples life and the development of national economy. How to ensure the drinking water quality attained the standard is the main research field. However, after the drinking water is purified by water treatment plant process and reaches the water quality standard, the drinking water needs to go through a huge water distribution system before it can be used by comsumers. Because the water distribution system are made of metal materials in most cases, metal in the media of drinking water that contains a variety of electrolyte and microorganisms are easy to be rusted. The corrosion will release some elements from the water distribution system to drinking water, thus leading to various changes of index in drinking water, causing the seconda