鄭淋淋

銀川中鐵水務(wù)集團(tuán)賀蘭供水有限公司 寧夏銀川 750200

飲用水一般通過(guò)凈水廠進(jìn)行處理，達(dá)到質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)后通過(guò)供水系統(tǒng)供給至用戶家庭以滿足用戶的用水需求，供述系統(tǒng)一般由金屬材質(zhì)構(gòu)成，飲用水的輸送過(guò)程中很可能被微生物以及電解質(zhì)腐蝕，從而導(dǎo)致部分金屬元素進(jìn)入飲用水中，影響飲用水的質(zhì)量，這種情況被稱為“二次污染”[2]。引起管道腐蝕的常見(jiàn)細(xì)菌包括鐵細(xì)菌以及硫酸鹽還原菌兩種[3]，本文主要分析鐵細(xì)菌對(duì)金屬材質(zhì)管道的腐蝕機(jī)理，結(jié)果如下。

1 鐵細(xì)菌的腐蝕機(jī)理

鐵細(xì)菌是引發(fā)管道腐蝕的主要因素之一，其屬于好氧性細(xì)菌，具有吸收鐵元素氧化過(guò)程中的能量并維持生命活動(dòng)的能力，供水管網(wǎng)的管道中廣泛分布著鐵細(xì)菌。鐵細(xì)菌又被分為自養(yǎng)型鐵細(xì)菌、異氧型鐵細(xì)菌以及兼性型鐵細(xì)菌，生長(zhǎng)于供水管網(wǎng)中的鐵細(xì)菌一般屬于自養(yǎng)型鐵細(xì)菌。鐵細(xì)菌不會(huì)直接危及到人們的健康，但其存在與供水管網(wǎng)中會(huì)影響到飲用水的質(zhì)量，導(dǎo)致飲用水內(nèi)有機(jī)物含量增加并產(chǎn)生異味，同時(shí)能夠促進(jìn)其他細(xì)菌在飲用水中的生長(zhǎng)繁殖，從而破壞飲用水質(zhì)量。除此之外，管道腐蝕后產(chǎn)生的異物還會(huì)阻塞管道，阻斷飲用水的輸送路徑[4]。部分研究表明鐵細(xì)菌與硫酸鹽還原菌的共同作用是引發(fā)供水管網(wǎng)腐蝕的主要因素，硫酸鹽還原菌屬于一種厭氧菌，常見(jiàn)于土壤、河水以及海水等介質(zhì)中，能夠在供水管網(wǎng)的管垢等無(wú)氧環(huán)境中生存，與供水管網(wǎng)的金屬材質(zhì)相接觸會(huì)發(fā)生還原反應(yīng)，從而腐蝕管道并產(chǎn)生黑色硫化物，與鐵細(xì)菌共同作用會(huì)極大加速供水管網(wǎng)的腐蝕速度。

另外，微生物腐蝕是一種微生物進(jìn)行生命活動(dòng)而導(dǎo)致金屬加速腐蝕的現(xiàn)象，一般來(lái)說(shuō)，微生物在會(huì)在金屬的表面分泌一種細(xì)胞聚合物，使其形成生物膜，當(dāng)供水管道在輸送飲用水的過(guò)程中，微生物就會(huì)在里面生長(zhǎng)發(fā)育，導(dǎo)致生物膜覆蓋了水管表面，從而加速了生物膜腐蝕金屬的速度，因此，在研究供水管網(wǎng)中鐵細(xì)菌對(duì)管道腐蝕機(jī)理的過(guò)程中，不能只研究微生物對(duì)金屬的腐蝕機(jī)理，還需要對(duì)各種影響鐵細(xì)菌腐蝕供水管網(wǎng)的因素進(jìn)行分析。

2 影響鐵細(xì)菌腐蝕供水管網(wǎng)的因素

2.1 PH值對(duì)鐵細(xì)菌腐蝕供水管網(wǎng)管道的影響

飲用水通過(guò)供水管網(wǎng)輸送到用戶家庭的過(guò)程中PH值是一項(xiàng)重要的水質(zhì)指標(biāo)，與飲用水輸送過(guò)程中的腐蝕情況關(guān)系密切，因此飲用水在進(jìn)入供水管網(wǎng)前這一項(xiàng)水質(zhì)指標(biāo)就得到嚴(yán)格的檢測(cè)以及控制以保證飲用水的衛(wèi)生指標(biāo)?！渡铒嬘盟l(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)》GB5749-2006中規(guī)定飲用水的PH值應(yīng)當(dāng)位于6.5以上、8.5以下，當(dāng)飲用水在輸送過(guò)程中發(fā)生管道腐蝕后，其PH值會(huì)出現(xiàn)明顯波動(dòng)，研究結(jié)果顯示最適宜硫酸鹽還原菌生長(zhǎng)的PH位于7.0以上、7.5以下，最適宜鐵細(xì)菌生長(zhǎng)的PH值位于5.4以上、7.2以下，其中PH值在5.4以上、8.0以下時(shí)鐵細(xì)菌都可以正常生長(zhǎng)，當(dāng)PH值位于這兩個(gè)范圍內(nèi)時(shí)鐵細(xì)菌將會(huì)在供水管網(wǎng)的管道內(nèi)迅速發(fā)展，從而引起管道腐蝕。因此將飲用水的PH值控制在8.0以上、8.5以下可以有效抑制鐵細(xì)菌在管道內(nèi)的生長(zhǎng)，從而減輕供水管網(wǎng)中管道的腐蝕。

2.2 溫度對(duì)鐵細(xì)菌腐蝕供水管網(wǎng)管道的影響

溫度與鐵細(xì)菌的代謝過(guò)程聯(lián)系密切，因此溫度是影響供水管網(wǎng)管道腐蝕的主要因素之一。研究表明，溫度位于20攝氏度以上、30攝氏度以下時(shí)供水管網(wǎng)管道內(nèi)的鐵細(xì)菌能夠正常生長(zhǎng)，溫度位于30攝氏度以上、40攝氏度以下時(shí)供水管網(wǎng)內(nèi)的硫酸氧還原菌能夠正常生長(zhǎng)，因此高溫夏季供水管網(wǎng)內(nèi)的鐵細(xì)菌含量與低溫冬季比較相對(duì)較少，但高溫環(huán)境會(huì)加速消毒劑的損耗，導(dǎo)致供水管網(wǎng)內(nèi)部的細(xì)菌去除率降低。

2.3 水力條件對(duì)鐵細(xì)菌腐蝕供水管網(wǎng)管道的影響

水力停留時(shí)間以及流態(tài)改變導(dǎo)致的水力作用均會(huì)影響到鐵細(xì)菌對(duì)管道的腐蝕，供水管網(wǎng)的設(shè)計(jì)過(guò)程中往往會(huì)考慮到水力停留時(shí)間對(duì)管道腐蝕的影響，但在實(shí)際運(yùn)行過(guò)程中，隨著供水管網(wǎng)工作時(shí)間的增加，供水管網(wǎng)出現(xiàn)損壞，設(shè)計(jì)的水力流體也會(huì)發(fā)生變化，從而出現(xiàn)微小的死水區(qū)域，這個(gè)區(qū)域內(nèi)的水力停留時(shí)間與其他區(qū)域進(jìn)行比較明顯較大，這些區(qū)域的管道腐蝕情況與其余進(jìn)行比較明顯較重，表明水力停留時(shí)間的增加會(huì)加重供水管網(wǎng)的管道腐蝕程度。除此之外，要高層建筑的飲用水攻擊需要在供水管網(wǎng)出口以及用戶之間建造水池、水泵以及水箱等二次供水系統(tǒng)，飲用水在輸送到用戶家庭前需要在二次供水系統(tǒng)中停留，從而增加了水力停留時(shí)間，加重了飲用水的質(zhì)量問(wèn)題。水力剪切會(huì)導(dǎo)致生物膜脫落，改變依附在管壁上的鐵細(xì)菌數(shù)量，破壞管壁的原有形態(tài)，導(dǎo)致新的管壁裸露出來(lái)并再次發(fā)生腐蝕。出現(xiàn)這類情況的初期，水質(zhì)會(huì)略微提升，但隨著裸露出現(xiàn)的新管壁再次發(fā)生腐蝕，形成新的平衡狀態(tài)，水質(zhì)會(huì)再次被破壞，且低于最初平衡狀態(tài)下的水質(zhì)。

3 結(jié)語(yǔ)

飲用水通過(guò)供水管網(wǎng)輸送的過(guò)程中管道腐蝕占據(jù)著重要的地位，一方面會(huì)增加供水管網(wǎng)內(nèi)飲用水中有機(jī)物的含量，促進(jìn)各類其他細(xì)菌的生長(zhǎng)，導(dǎo)致飲用水產(chǎn)生異味，另一方面其產(chǎn)生的腐蝕異物會(huì)阻塞管道，影響到飲用水的正常輸送，因此供水管網(wǎng)中鐵細(xì)菌對(duì)管道的腐蝕應(yīng)當(dāng)?shù)玫街匾?，綜合分析鐵細(xì)菌腐蝕管道的機(jī)理，掌握影響鐵細(xì)菌腐蝕作用的因素，從而制定具有針對(duì)性的處理對(duì)策，調(diào)控飲用水的PH值以及溫度，減少水力停留時(shí)間以及水力剪切情況的發(fā)生，改善鐵細(xì)菌對(duì)管道的腐蝕，提高飲用水質(zhì)量。