給水管道衛(wèi)生學(xué)

關(guān)于給水管道衛(wèi)生學(xué)LOGO2.3.1管道后沉淀管網(wǎng)中的水含有一些雜質(zhì)以膠體或真溶液的形式進(jìn)入管網(wǎng)中。當(dāng)流速很低時(shí)，在管道內(nèi)形成沉淀，將這種現(xiàn)象稱之為…硅、鋁沉積鐵、錳沉積鈣、鎂沉積后沉淀物成分第2頁,共38頁，2024年2月25日，星期天2.3.2水質(zhì)化學(xué)穩(wěn)定性指標(biāo)不穩(wěn)定型水腐蝕型水可沉淀性水穩(wěn)定型水不溶解碳酸鈣，不沉淀碳酸鈣水中碳酸鈣小于飽和值水對碳酸鈣具有溶解力水中碳酸鈣大于飽和值會出現(xiàn)碳酸鈣沉淀，引起結(jié)垢混或鋼混，管壁中碳酸鈣溶解金屬管，沉積在管壁上的碳酸鈣溶解，金屬裸露第3頁,共38頁，2024年2月25日，星期天水質(zhì)化學(xué)穩(wěn)定性指標(biāo)LSI指數(shù)LSI=pHa-pHsRSI指數(shù)LSI=2pHs-pHapHa——實(shí)際pH值；pHs——在同樣溫度下，水-碳酸鹽系統(tǒng)處于平衡狀態(tài)時(shí)應(yīng)具有pH值。與水中鈣離子、堿度、溫度、含鹽量有關(guān)。LSI>0：LSI<0：LSI=0：可沉淀型水腐蝕型水穩(wěn)定型水第4頁,共38頁，2024年2月25日，星期天（1）電化學(xué)腐蝕機(jī)理2.3.3電化學(xué)腐蝕H2OH++OH-無氧酸性、中性水有氧堿性水第5頁,共38頁，2024年2月25日，星期天（2）電化學(xué)腐蝕的影響因素溶解氧pH值余氯流速影響因素第6頁,共38頁，2024年2月25日，星期天（3）腐蝕形態(tài)全面腐蝕（均勻腐蝕）局部腐蝕金屬表面腐蝕分布相對均勻，

位置變換不定，危害小腐蝕僅局限在金屬某一部位，造成腐蝕高度集中在局部位置上，危害大狹縫腐蝕點(diǎn)腐蝕電偶腐蝕應(yīng)力腐蝕接觸腐蝕沖蝕第7頁,共38頁，2024年2月25日，星期天2.3.4微生物的腐蝕（1）鐵細(xì)菌腐蝕（2）硫酸鹽還原菌腐蝕第8頁,共38頁，2024年2月25日，星期天2.4生長環(huán)對水質(zhì)的影響管壁上的銹垢、沉積物、生物膜在水流的沖刷下都可進(jìn)入水中，致使細(xì)菌增加，濁度、色度增大，尤其管網(wǎng)配件以及管道連接口等未作防腐處理部分，其腐蝕產(chǎn)物疏松，易于脫落進(jìn)入水中，污染水質(zhì)。2.4生長環(huán)對供水的影響下表是在南方某市干管選取10個(gè)取樣點(diǎn)，在配水管網(wǎng)選取30個(gè)取樣點(diǎn)多次檢測的濁度平均值。項(xiàng)目出廠水管網(wǎng)水某小區(qū)二次供水用戶死水端統(tǒng)計(jì)次數(shù)

9581224

2424最大值(NTU)

0.8413.6211.80

12.2578.20最小值(NTU)

0.11

0.12

0.22

0.47

0.21平均值(NTU)

0.24

0.88

1.46

1.18

9.40合格率(%)10096.3191.67

95.8370.83濁度檢測統(tǒng)計(jì)結(jié)果第9頁,共38頁，2024年2月25日，星期天2.4.2生長環(huán)對管道通水能力的影響生長環(huán)使管壁粗糙度增大，管徑縮小甚至變?yōu)榉菆A斷面，從而使得舊管道的通水能力下降。使用年數(shù)越長，通水能力下降得越多。因而通水能力下降可以歸結(jié)為其阻力系數(shù)隨使用年數(shù)的增加而變化。第10頁,共38頁，2024年2月25日，星期天3生物穩(wěn)定性及生物膜3.1管網(wǎng)水的生物穩(wěn)定性3.1.1生物穩(wěn)定性的概念給水管網(wǎng)中生態(tài)系統(tǒng)及飲用水生物穩(wěn)定性的提出1大分子物質(zhì)易沉積在管壁，構(gòu)成營養(yǎng)相對豐富的微環(huán)境高速水流不利于游離細(xì)菌生長，能輸送養(yǎng)分到固定生長的生物膜表面細(xì)菌胞外分泌物能為細(xì)菌生長攝取養(yǎng)分固定生長的細(xì)菌能有效的躲過余氯的殺傷作用管壁處水流沖刷作用減小，有利于細(xì)菌固定生長管網(wǎng)中游離細(xì)菌管網(wǎng)中吸附細(xì)菌第11頁,共38頁，2024年2月25日，星期天給水管網(wǎng)中的生態(tài)系統(tǒng)第12頁,共38頁，2024年2月25日，星期天天然有機(jī)物合成有機(jī)物化學(xué)副產(chǎn)物、添加物飲用水生物穩(wěn)定性的定義2飲用水中有機(jī)物分類3飲用水中有機(jī)營養(yǎng)基質(zhì)支持異養(yǎng)菌生長的潛力，即細(xì)菌生長的最大可能性。生物穩(wěn)定性高，則水中有機(jī)營養(yǎng)物含量低，細(xì)菌不易生長。生物穩(wěn)定性低，則水中有機(jī)營養(yǎng)物含量多，細(xì)菌容易生長。腐殖質(zhì)微生物滲出液植物纖維動物尸體殺蟲劑揮發(fā)性有機(jī)物化學(xué)工業(yè)的廢棄物三鹵甲烷溴酸鹽絮凝劑第13頁,共38頁，2024年2月25日，星期天飲用水中有機(jī)物的分類TOC：總有機(jī)碳POC：顆粒態(tài)有機(jī)碳COC：膠體態(tài)有機(jī)碳DOC：溶解性有機(jī)碳BDOC：生物可降解性有機(jī)碳NBDOC：生物難降解性有機(jī)碳AOC：生物可同化有機(jī)碳第14頁,共38頁，2024年2月25日，星期天飲用水生物穩(wěn)定性的評價(jià)標(biāo)準(zhǔn)4BDOC——BiodegradableDissolvedOrganicCarbonAOC——AssailableOrganicCarbonAOC細(xì)胞體+能量細(xì)菌BDOCCO2+細(xì)胞體+能量細(xì)菌一般AOC=1/3BDOC美國：AOC<50~100μgc(乙酸碳)/L我國：AOC<200μgc/L(近期)AOC<100μgc/L(遠(yuǎn)期)AOC<50μgc/L,TOC<2mg/L,則細(xì)菌生長受限制第15頁,共38頁，2024年2月25日，星期天3.1.2AOC測定22~25℃培養(yǎng)3d熒光假單胞菌P17螺旋菌NOX25℃培養(yǎng)3~5d2d后2～3mm淡黃色P17菌落第3d可見0.5～1mm左右的乳白色NOX菌落接種培養(yǎng)平板計(jì)數(shù)VanderKooij法（1982）第16頁,共38頁，2024年2月25日，星期天基于發(fā)光細(xì)菌的AOC快速檢測發(fā)光細(xì)菌的干凍處理可以保持長期穩(wěn)定。水合細(xì)菌能重新達(dá)到體內(nèi)發(fā)光最高水平。發(fā)光度可使用現(xiàn)有的光度計(jì)方便地測量。第17頁,共38頁，2024年2月25日，星期天AOC檢測–特性和優(yōu)勢：原理–無營養(yǎng)物質(zhì)補(bǔ)償?shù)陌l(fā)光細(xì)菌不會發(fā)光；一旦接觸到水樣，發(fā)光度的變化反映可利用有機(jī)碳化合物的濃度生物分析–干凍發(fā)光細(xì)菌（Vibrioharveyi-飲用水應(yīng)用；

Vibriofischeri-海水應(yīng)用）儀器設(shè)備–光度計(jì)、吸液管、吸液尖嘴、水箱/培養(yǎng)箱快速–在2小時(shí)內(nèi)得出結(jié)果靈敏–可以檢測大量可同化有機(jī)化合物的各種濃度（10-1000ppb）可靠–與標(biāo)準(zhǔn)AOC檢測達(dá)到較高的相關(guān)性價(jià)廉–低價(jià)促進(jìn)檢測頻率加大，可嚴(yán)密監(jiān)控水處理過程和優(yōu)化成本高昂的消毒處理第18頁,共38頁，2024年2月25日，星期天發(fā)光細(xì)菌對水體中各種營養(yǎng)物質(zhì)的靈敏度第19頁,共38頁，2024年2月25日，星期天與標(biāo)準(zhǔn)檢測（VanderKooij）的相關(guān)性第20頁,共38頁，2024年2月25日，星期天在不加氯時(shí)，AOC<10～20μgc/L，異養(yǎng)菌幾乎不能生長，飲用水的生物穩(wěn)定性良好；AOC

>50μgc/L，細(xì)菌易于繁殖；而在加氯時(shí)，AOC：50～100μgc/L的飲用水生物穩(wěn)定性好；AOC>100μgc/L，則要把水中余氯控制在較高的水平上，但是大量投氯將會引起水中消毒副產(chǎn)物濃度的升高，致突變活性增強(qiáng)等.3.1.3AOC與生物穩(wěn)定性第21頁,共38頁，2024年2月25日，星期天3.1.4BDOC測定測定原理1

DOC與UV2543

BDOC32先將待測水樣經(jīng)膜過濾去除微生物，然后接種一定量的同源細(xì)菌(與待測水樣相同水源環(huán)境中生長的細(xì)菌)，在20℃下培養(yǎng)28d，測定培養(yǎng)前后溶解性有機(jī)碳(DOC)的差值即為BDOC。一般BDOC3=(35%~50%)BDOC28第22頁,共38頁，2024年2月25日，星期天3.1.5BDOC與生物穩(wěn)定性T=20℃，BDOC≤0.15mg/L，生物穩(wěn)定性好；T=15℃，BDOC≤0.20mg/L，生物穩(wěn)定性好；第23頁,共38頁，2024年2月25日，星期天3.2生物膜3.2.1生物膜概述定義：水中微生物及其胞外聚合物與內(nèi)、外部有機(jī)物、無機(jī)粒子相互粘合的聚合物質(zhì)，它附著于生長環(huán)及其內(nèi)部空隙的表層，在表層形成一層黏稠狀薄膜。生物膜厚度1最大200~300μm第24頁,共38頁，2024年2月25日，星期天無機(jī)粒子胞外聚合物有機(jī)粒子微生物生物膜微生物代謝產(chǎn)物聚合物-多糖蛋白質(zhì)核酸酯類-細(xì)菌放線菌真菌原生動物-粉砂泥漿無機(jī)鹽類沉淀物腐蝕生成物-腐殖質(zhì)動植物殘?bào)w微生物殘?bào)w生物膜的組成2第25頁,共38頁，2024年2月25日，星期天出廠水殘留管網(wǎng)二次增殖殘留少數(shù)活菌未被滅活細(xì)菌管道破裂錯(cuò)誤鏈接倒虹吸負(fù)壓修復(fù)生長繁殖生物膜中微生物來源3細(xì)菌外部進(jìn)入第26頁,共38頁，2024年2月25日，星期天3.2.2生物膜的形成生物膜聚積的過程1高分子物質(zhì)轉(zhuǎn)移和吸附，形成一層薄膜——基質(zhì)；細(xì)胞轉(zhuǎn)移到基質(zhì)上；在基質(zhì)上，細(xì)胞吸附/解吸；細(xì)胞在生物膜和水分界面處生長、產(chǎn)物和孢子在此附著/脫附。第27頁,共38頁，2024年2月25日，星期天生物膜的脫落2水流剪切力脫落的生物膜游離狀態(tài)管網(wǎng)中流動重新附著生長消毒劑對EPS的影響生物膜的生長優(yōu)勢3基質(zhì)構(gòu)成一個(gè)營養(yǎng)相對豐富的微環(huán)境EPS作用：細(xì)菌吸附獲得營養(yǎng)屏蔽消毒劑的滅火作用不均勻、凹凸不平的表面：減小水流剪切力增加吸附的有機(jī)物提高對消毒劑的抗性第28頁,共38頁，2024年2月25日，星期天亞硝酸鹽細(xì)菌43.2.3組成生物膜的微生物細(xì)菌1大腸菌群機(jī)會致病菌對抗生素有抵抗性的細(xì)菌對消毒劑有抵抗性的細(xì)菌引起嗅覺、味覺、色度不悅的細(xì)菌病原性大腸桿菌——大腸埃希氏菌機(jī)會致病菌——綠膿假單胞菌、氣單胞菌屬某種、黃質(zhì)菌屬、克雷伯菌屬、沙雷菌屬、軍團(tuán)菌超級細(xì)菌——金黃色葡萄球菌

耐鉀金葡菌（MRSA），在醫(yī)院內(nèi)的感染率名列前茅，有時(shí)候我們給人類造成的恐懼，并不亞于艾滋病毒。耐藥腸球菌，把病死率最高上升到73％。成為引起醫(yī)院感染的主要致病菌之一。結(jié)核桿菌，讓肺結(jié)核重新成為不治之癥。據(jù)說，美國每年因超菌而導(dǎo)致的死亡人數(shù)可達(dá)到18000例，超過了2005年美國死于艾滋病的16000人。20世紀(jì)70年代，感染葡萄球菌的人中只有2%是感染金黃葡萄球菌。而到了21世紀(jì)，這一數(shù)字達(dá)到了64%。

在中國，2005年，因超菌感染導(dǎo)致數(shù)十萬人死亡。目前住院的受細(xì)菌感染的病人中，超菌感染的病死率為11.7％，而普通感染的病死率只有5.4％。增強(qiáng)細(xì)菌對消毒劑抵抗性的因素：管壁的吸附細(xì)菌囊狀物的形成低營養(yǎng)環(huán)境菌株的變異與消毒劑的接觸引起的變異EPS生物膜的屏蔽生長環(huán)的保護(hù)抵抗機(jī)制的疊加放線菌、鏈霉菌、諾卡氏菌屬、節(jié)桿菌屬。第29頁,共38頁，2024年2月25日，星期天真菌：酵母、霉菌2第30頁,共38頁，2024年2月25日，星期天原生動物和其他無脊椎動物3變形蟲、線蟲類、片腳類動物、橈腳類動物、兩翼昆蟲的幼蟲等。病原性原生動物——藍(lán)氏賈第鞭毛蟲：腸道寄生蟲，腹痛、食欲不振，幼兒營養(yǎng)吸收障礙。病原性原生動物——隱孢子蟲：腹瀉、腹痛、發(fā)熱、嘔吐、低燒。第31頁,共38頁，2024年2月25日，星期天紅蟲4紅蟲（Tubifex，水蚯蚓，絲蚯蚓，顫蚓），紅蟲體色微紅，常常成群地生活在緩緩流動的污水河淤泥中，不停地?cái)[動身體，做扭曲運(yùn)動。它的營養(yǎng)也十分豐富，體內(nèi)含有大量的脂肪和蛋白質(zhì)。另外一種是搖蚊幼蟲（Tendipes），體呈蠕蟲狀，其尾部沒有刺。因蟲體內(nèi)含有一中與血色素相似的物質(zhì)，所以體呈鮮紅，因此也叫血蟲。第32頁,共38頁，2024年2月25日，星期天3.2.4生物膜生長因素營養(yǎng)物質(zhì)對生物膜的影響1（1）有機(jī)碳AOC濃度高，則生物膜量升高；在不加氯時(shí)，AOC<10～20μgc/L，有效控制生物量；而在加氯時(shí)，AOC：50～100μgc/L，有效控制生物量；AOC

>50μgc/L，細(xì)菌易于繁殖（不加氯）。BDOC≤0.20mg/L控制生物量。第33頁,共38頁，2024年2月25日，星期天（2）N、P管網(wǎng)水中細(xì)菌所需C:P=100:(1.7~2)；P在源水中含量低，且處理單元除磷效率高（90%以上）；P可以成為管網(wǎng)水中細(xì)菌生長的限制因子；水中正磷酸鹽SRP<10μg/L，微生物的生長受P的限制。環(huán)境因素2水溫微生物量微生物的增長數(shù)率水廠處理效果消毒劑的用量、殘留量腐蝕速度水力分布流速消毒劑速率、效率流流量第34頁,共38頁，2024年2月25日，星期天剪切力=0.4N/