供水管网中生物膜及其对氯衰减的影响研究-市政工程专业论文.docxVIP

国内图书分类号：TU991.36 学校代码：10213 国际图书分类号：628.11 密级：公开 工学硕士学位论文 供水管网中生物膜及其对氯衰减的影响 研究 硕 士 研 究 生： 李阳青 导 师 ： 袁一星教授 申 请 学 位 ： 工学硕士 学 科 ： 市政工程 所 在 单 位 ： 市政环境工程学院 答 辩 日 期 ： 2013 年 7 月 授予学位单位 ： 哈尔滨工业大学 Classified Index: TU991.36 U.D.C: 628.1 Dissertation for the Master Degree in Engineering CHARACTERIZATION OF BIOFILMS IN WATER DISTRIBUTION SYSTEM AND THEIR EFFECT ON CHLORINE DECAY Candidate： LI Yangqing Supervisor： Prof.YUAN Yixing Academic Degree Applied for： Master of Engineering Speciality： Municipal Engineering Affiliation： School of Municipal and Environmental Engineering Date of Defence： July, 2013 Degree-Conferring-Institution： Harbin Institute of Technology 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 - - I - 摘 要 供水管网作为城市必不可少的基础设施，关系到城镇居民的正常生产生活， 而供水管网的二次污染问题给饮用水安全带来了潜在的威胁。其中管壁生物膜 的危害尤为严重，不仅会使饮用水色度、浊度升高，造成居民对水质的不满； 而且生物膜中微生物的生长能够加速管道的腐蚀，使管道的过流面积减少增加 能耗并且会产生红水、黄水等现象；另外，生物膜中可能存在少量的水生致病 菌给居民的生产生活造成巨大的威胁。因此，本实验针对管壁生物膜展开研究。 首先，本课题运用管道模拟装置研究了供水管网中管壁生物膜生物量的生 长规律以及影响因素。实验中发现，PE、不锈钢、铸铁三种管材管壁生物膜生 物量在 8 天内均能达到稳定；余氯浓度对三种管材的影响不同，PE、不锈钢管 材生物膜生物量随着余氯浓度的增加而减少，但是在铸铁管网中呈现相反的规 律；三种管材相比，铸铁管壁生物膜生物量最多，其次为 PE，不锈钢最少；生 物膜生物量与温度、浊度以及主体水中细菌数目呈正相关关系。 其次，本文采用传统微生物学方法与分子生物学方法相结合的方式研究了 不同管材、余氯浓度下培养的生物膜生物多样性以及群落结构。实验中 47 株细 菌鉴定成功，其归属于 13 个科 18 个属。管材对生物多样性和群落结构影响很 大，就生物多样性而言，铸铁不锈钢管材PE 管材；另外，三种管材共同拥有 的菌属仅有鞘脂单胞菌属(Sphingomonas)。余氯浓度对生物膜生物多样性以及群 落结构的影响因管材而异，在 PE 管材中余氯浓度的影响较小；在不锈钢和铸 铁管材中余氯浓度的影响显著。 最后，本文研究了生物膜对氯衰减的影响。研究表明：在生物膜的作用下， 余氯的衰减可以分为两个阶段：0-30min 的快速衰减阶段以及 30min 以后的稳 定衰减阶段；生物膜生物量、管材对余氯衰减有着明显的影响；而生物膜中群 落结构对余氯的衰减影响不明显；增加流速可以导致主体水中余氯的衰减速度 加快；初始余氯浓度的增加不能提高快速衰减阶段余氯的衰减速度，但是可以 增加稳定衰减阶段余氯的衰减速度。 关键词：供水管网；生物膜；生物多样性；群落结构；余氯衰减 Abstract Drink water distribution system as an essential infrastructure of city，has an important influence on the normal production and life of urban residents. But the secondary pollution of Drink water distribution system a potential security threat. The biofilm is particularly serious hazards. On the one hand, it makes drinking water color, increasing of turbidity, which causes dissatisfaction on w