管网中营养物质是影响微生物再生长的重要因素,因此利用生态学原理中的限制因子原理从控制营养的水平限制微生物的生长具有积极意义。微生物生长所需的营养基质很多,经过前期研究发现,水中有机物和磷的浓度对微生物生长有较大影响。实验室得出的单因子影响结果是,磷酸盐浓度在4μg/L、乙酸碳浓度在400μg/L以下时,降低磷酸盐和乙酸碳的浓度可有效提高生物稳定性。当磷酸盐浓度高于4μg/L或乙酸碳浓度高于400μ/L时,生物稳定性分别受有机物和磷浓度限制。实际管网要复杂得多,不可能是单限制因子的环境,所以对各指标控制更严格。生物稳定性的碳磷比为100∶1~100∶2,同时控制碳磷比和单因子的浓度可以达到更好的去除效果。
对源水AOC较高的水厂,应强化深度处理,进一步降低AOC值。AOC和生物可利用磷MAP对异氧菌的生长有紧密关联,控制AOC和MAP值对实现管网水质生物稳定性具有现实意义。
目前水厂对总磷的去除效果很好,但由于管网中磷的释放,使得通过控制磷的途径受到限制,而管网氯胺消毒工艺也使得管网中氮源控制非常困难,因此有效控制有机物是未来控制管网微生物再生的重要途径。在管网中,要维持水质生物稳定性,应当进一步降低出厂水AOC。
当AOC浓度低于100μg/L乙酸碳时,给水管网中大肠杆菌数大为减少。因此目前国际上一般认为:在不加氯时,AOC<10μg/L乙酸碳的饮用水为生物稳定水;在加氯时,AOC在50~100μg/L乙酸碳的饮用水为生物稳定的饮用水。因此,出厂水的AOC应通过深度处理工艺控制在100μg/L乙酸碳以内,国内学者根据中国的国情,建议近期出厂水的AOC应通过深度处理工艺控制在200μg/L乙酸碳以内,远期控制在100μg/L乙酸碳以内,才能保证管网水的生物稳定性。
可通过管网中在线监测点的余氯实时数据,设定反馈机制调控出厂水的氯投加量;也可通过管网水质模型制定和调控出厂水的加氯量,以满足管网末梢的消毒效果和生物稳定性要求。同时可考虑在管网中增加二次加氯以提高水质生物稳定性。
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